ISO 10846-2:2008
(Main)Acoustics and vibration — Laboratory measurement of vibro-acoustic transfer properties of resilient elements — Part 2: Direct method for determination of the dynamic stiffness of resilient supports for translatory motion
Acoustics and vibration — Laboratory measurement of vibro-acoustic transfer properties of resilient elements — Part 2: Direct method for determination of the dynamic stiffness of resilient supports for translatory motion
ISO 10846-2:2008 specifies a method for determining the dynamic transfer stiffness for translations of resilient supports, under specified preload. The method concerns the laboratory measurement of vibrations on the input side and blocking output forces and is called “the direct method.” The method is applicable to test elements with parallel flanges (see Figure 1). Resilient elements, which are the subject of ISO 10846-2:2008, are those which are used to reduce the transmission of vibration in the lower part of the audible frequency range (typically 20 Hz to 500 Hz) to a structure which may, for example, radiate unwanted fluid-borne sound (airborne, waterborne or others), and the transmission of low-frequency vibrations (typically 1 Hz to 80 Hz), which may, for example, act upon human subjects or cause damage to structures of any size when vibration is too severe.
Acoustique et vibrations — Mesurage en laboratoire des propriétés de transfert vibro-acoustique des éléments élastiques — Partie 2: Méthode directe pour la détermination de la raideur dynamique en translation des supports élastiques
L'ISO 10846-2:2008 spécifie une méthode destinée à déterminer la raideur dynamique de transfert en translation des supports élastiques soumis à une précharge spécifiée. La méthode, qui concerne le mesurage en laboratoire des vibrations, à l'entrée, et des forces de blocage en sortie, est désignée sous le nom de «méthode directe». La méthode est applicable aux éléments d'essai à brides parallèles. Les éléments élastiques qui font l'objet de la présente partie de l'ISO 10846 sont ceux utilisés pour réduire: la transmission de vibrations dans le domaine inférieur des fréquences audibles (généralement 20 Hz à 500 Hz) à une structure qui peut, par exemple, rayonner un bruit propagé par voie fluide (bruit aérien, propagé par l'eau ou autre), et la transmission de vibrations basse fréquence (généralement 1 Hz à 80 Hz) qui peuvent, par exemple, agir sur les individus ou endommager les structures de toutes dimensions lorsque la vibration est trop importante.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10846-2
Second edition
2008-08-15
Acoustics and vibration — Laboratory
measurement of vibro-acoustic transfer
properties of resilient elements —
Part 2:
Direct method for determination of the
dynamic stiffness of resilient supports for
translatory motion
Acoustique et vibrations — Mesurage en laboratoire des propriétés de
transfert vibro-acoustique des éléments élastiques —
Partie 2: Méthode directe pour la détermination de la raideur dynamique
en translation des supports élastiques
Reference number
©
ISO 2008
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2008
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions. 3
4 Principle. 6
5 Requirements for apparatus. 6
5.1 Normal translations . 6
5.2 Transverse translations . 8
5.3 Suppression of unwanted vibrations. 11
6 Criteria for adequacy of the test arrangement. 12
6.1 Frequency range. 12
6.2 Measurement of blocking force. 12
6.3 Flanking transmission. 13
6.4 Unwanted input vibrations. 13
6.5 Accelerometers . 14
6.6 Force transducers. 14
6.7 Summation of signals. 14
6.8 Analysers. 15
7 Test procedures . 15
7.1 Installation of the test elements . 15
7.2 Selection of force measurement system and output-force distribution plates. 15
7.3 Mounting and connection of accelerometers . 15
7.4 Mounting and connections of the vibration exciter . 16
7.5 Source signal . 16
7.6 Measurements. 16
7.7 Test for linearity. 17
8 Evaluation of test results . 18
8.1 Calculation of dynamic transfer stiffness . 18
8.2 One-third-octave-band values of the frequency-averaged dynamic transfer stiffness. 18
8.3 Presentation of one-third-octave-band results. 19
8.4 Presentation of narrow-band data . 20
9 Information to be recorded . 21
10 Test report . 22
Annex A (informative) Static load-deflection curve . 23
Annex B (informative) Measurement uncertainty . 24
Bibliography . 28
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10846-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise, and
ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and condition monitoring.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10846-2:1997), which has been technically
revised.
ISO 10846 consists of the following parts, under the general title Acoustics and vibration — Laboratory
measurement of vibro-acoustic transfer properties of resilient elements:
⎯ Part 1: Principles and guidelines
⎯ Part 2: Direct method for determination of the dynamic stiffness of resilient supports for translatory motion
⎯ Part 3: Indirect method for determination of the dynamic stiffness of resilient supports for translatory
motion
⎯ Part 4: Dynamic stiffness of elements other than resilient supports for translatory motion
⎯ Part 5: Driving point method for determination of the low-frequency transfer stiffness of resilient supports
for translatory motion
iv © ISO 2008 – All rights reserved
Introduction
Passive resilient elements of various kinds are used to reduce the transmission of vibrations. Examples are
automobile engine mounts, resilient supports for buildings, resilient mounts and flexible shaft couplings for
shipboard machinery and small isolators in household appliances.
This part of ISO 10846 specifies a direct method for measuring the dynamic transfer stiffness function of linear
resilient supports. This includes resilient supports with non-linear static load-deflection characteristics, as long
as the elements show an approximate linearity for vibration behaviour for a given static preload. This part of
ISO 10846 belongs to a series of International Standards on methods for the laboratory measurement of
vibro-acoustic properties of resilient elements, which also includes documents on measurement principles, on
an indirect method and on a driving point method. ISO 10846-1 provides guidance for the selection of the
appropriate International Standard.
The laboratory conditions described in this part of ISO 10846 include the application of static preload.
The results of the method described in this part of ISO 10846 are useful for resilient supports that are used to
prevent low-frequency vibration problems and to attenuate structure-borne sound in the lower part of the
audible frequency range. However, for complete characterization of resilient elements that are used to
attenuate low- frequency vibration or shock excursions, additional information is needed, which is not provided
by this method.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10846-2:2008(E)
Acoustics and vibration — Laboratory measurement of vibro-
acoustic transfer properties of resilient elements —
Part 2:
Direct method for determination of the dynamic stiffness of
resilient supports for translatory motion
1 Scope
This part of ISO 10846 specifies a method for determining the dynamic transfer stiffness for translations of
resilient supports, under specified preload. The method concerns the laboratory measurement of vibrations on
the input side and blocking output forces and is called “the direct method”. The method is applicable to test
elements with parallel flanges (see Figure 1).
Resilient elements, which are the subject of this part of ISO 10846, are those which are used to reduce
⎯ the transmission of vibration in the lower part of the audible frequency range (typically 20 Hz to 500 Hz) to
a structure which may, for example, radiate unwanted fluid-borne sound (airborne, waterborne or others),
and
⎯ the transmission of low-frequency vibrations (typically 1 Hz to 80 Hz), which may, for example, act upon
human subjects or cause damage to structures of any size when vibration is too severe.
NOTE 1 In practice, the size of the available test rig(s) can restrict the use of very small or very large resilient supports.
NOTE 2 Samples of continuous supports of strips and mats are included in this method. Whether or not the sample
describes the behaviour of the complex system sufficiently is the responsibility of the user of this part of ISO 10846.
Measurements for translations normal and transverse to the flanges are covered in this part of ISO 10846.
The direct method covers the frequency range from 1 Hz up to a frequency f , which is usually determined
UL
by the test rig.
NOTE 3 Because of the large variety of test rigs and test elements, f is variable. In this part of ISO 10846, the
UL
adequacy of the test rig is not defined for a fixed frequency range, but on the basis of measured data, as described in 6.1
to 6.4.
NOTE 1 When a resilient support has no parallel flanges, an auxiliary fixture is included as part of the test element to
arrange for parallel flanges.
NOTE 2 The arrows indicate the load direction.
Figure 1 — Example of resilient supports with parallel flanges
The data obtained according to the method specified in this part of ISO 10846 can be used for the following:
⎯ product information provided by manufacturers and suppliers;
⎯ information during product development;
⎯ quality control;
⎯ calculation of the transfer of vibration energy through isolators.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 266, Acoustics — Preferred frequencies
1)
ISO 2041:— , Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
ISO 5348, Mechanical vibration and shock — Mechanical mounting of accelerometers
ISO 7626-1, Vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — Part 1: Basic
definitions and transducers
ISO 10846-1, Acoustics and vibration — Laboratory measurement of vibro-acoustic transfer properties of
resilient elements — Part 1: Principles and guidelines
ISO 16063-21, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — Part 21: Vibration calibration
by comparison to a reference transducer
2)
ISO/IEC Guide 98-3 , Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM 1995)
1) To be published. (Revision of ISO 2041:1990)
2) ISO/IEC Guide 98-3 will be published as a re-issue of the Guide to expression of uncertainty in measurement (GUM),
1995.
2 © ISO 2008 – All rights reserved
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 and the following apply.
3.1
vibration isolator
resilient element
isolator designed to attenuate the transmission of the vibration in a certain frequency range
1)
NOTE Adapted from ISO 2041:— , definition 2.120.
3.2
resilient support
vibration isolator(s) suitable for supporting a machine, a building or another type of structure
3.3
test element
resilient support undergoing testing, including flanges and auxiliary fixtures, if any
3.4
blocking force
F
b
dynamic force on the output side of a vibration isolator, which results in a zero displacement output
3.5
dynamic transfer stiffness
k
2,1
frequency-dependent ratio of the blocking force phasor F on the output side of a resilient element to the
2,b
displacement phasor u on the input side
k= F / u
2,b
2,1 1
NOTE 1 The subscripts “1”and “2” denote the input and output sides, respectively.
NOTE 2 The value of k can be dependent on the static preload, temperature, relative humidity and other conditions.
2,1
NOTE 3 At low frequencies, k is solely determined by elastic and dissipative forces and kk≈ ( k denotes the
2,1 1,1 2,1 1,1
ratio of force and displacement on the input side). At higher frequencies, inertial forces in the resilient element play a role
as well and kk≠ .
1,1 2,1
3.6
loss factor of resilient element
η
ratio of the imaginary part of k to the real part of k , i.e. tangent of the phase angle of k , in the
2,1 2,1 2,1
low-frequency range, where inertial forces in the element are negligible
3.7
frequency-averaged dynamic transfer stiffness
k
av
function of the frequency of the average value of the dynamic transfer stiffness over a frequency band ∆f
NOTE See 8.2.
3.8
point contact
contact area that vibrates as the surface of a rigid body
3.9
normal translation
translational vibration normal to the flange of a resilient element
3.10
transverse translation
translational vibration in a direction perpendicular to that of the normal translation
3.11
linearity
property of the dynamic behaviour of a vibration isolator, if it satisfies the principle of superposition
NOTE 1 The principle of superposition can be stated as follows: if an input x (t) produces an output y (t) and in a
1 1
separate test an input x (t) produces an output y (t), superposition holds if the input ax (t) + bx (t) produces the output
2 2 1 2
ay (t) + by (t). This must hold for all values of a, b and x (t), x (t); a and b are arbitrary constants.
1 2 1 2
NOTE 2 In practice, the above test for linearity is impractical and a limited check of linearity is performed by measuring
the dynamic transfer stiffness for a range of input levels. For a specific preload, if the dynamic transfer stiffness is
nominally invariant, the system can be considered linear. In effect, this procedure checks for a proportional relationship
between the response and the excitation (see 7.7).
3.12
direct method
method in which either the input displacement, velocity or acceleration and the blocking output force are
measured
3.13
indirect method
method in which the vibration transmissibility (for displacement, velocity or acceleration) of a resilient element
is measured, with the output loaded by a known mass
NOTE The term “indirect method” can be permitted to include loads of any known impedance other than a mass-like
impedance. However, ISO 10846 does not cover such methods.
3.14
driving point method
method in which either the input displacement, velocity or acceleration and the input force are measured, with
the output side of the resilient element blocked
3.15
force level
L
F
level defined by the following formula
F
= 10lg dB
L
F
F
where
F denotes the mean square value of the force in a specific frequency band and F is the reference
−6
force (F = 10 N)
4 © ISO 2008 – All rights reserved
3.16
acceleration level
L
a
level defined by the following formula
a
= 10lg dB
L
a
a
where
a denotes the mean square value of the acceleration in a specific frequency band and a is the
−6 2)
reference acceleration (a = 10 m/s
3.17
level of dynamic transfer stiffness
L
k
2,1
level defined by the following formula
k
21,
= 10lg dB
L
k
2,1
k
where
|k | is the square magnitude of the dynamic transfer stiffness (3.5) at a specified frequency and k is
2,1 0
the reference stiffness (k = 1 N/m)
3.18
level of frequency-band-averaged dynamic transfer stiffness
L
k
av
level defined by the following formula
k
av
= 10lg dB
L
k
av
k
where
k is the frequency-averaged dynamic transfer stiffness (3.7) and k is the reference stiffness
av 0
(k = 1 N/m)
3.19
flanking transmission
forces and accelerations at the output side caused by the vibration exciter at the input side but via
transmission paths other than through the resilient element under test
3.20
upper limiting frequency
f
UL
frequency up to which the results are valid, according to the criteria given in this part of ISO 10846
NOTE See 6.1 to 6.4.
4 Principle
The measurement principle of the direct method for measuring the dynamic transfer stiffness (3.5) is
discussed in ISO 10846-1. The characteristic feature of this method is that the blocking output force is
measured between the output side of the resilient support and a foundation. The foundation must provide a
sufficient reduction of the vibrations on the output side of the test object compared to those on the input side.
5 Requirements for apparatus
5.1 Normal translations
5.1.1 Overview
A schematic representation of a test rig is shown in Figure 2. The test element is exposed to translatory
vibration in the normal load direction. The test element shall be mounted in a way that is representative of its
use in practice.
NOTE The test rig example of Figure 2 is not intended to form a limitation for test arrangements.
To be suitable for the measurements according to this part of ISO 10846, a test rig shall include the items
described in 5.1.2 to 5.1.7.
b) Input side (details)
a) Overview c) Output side (details)
Key
1 vibration exciter 8 rigid foundation
2 traverse 9 static preload
3 connection rod 10 dynamic excitation
4 dynamic decoupling springs, static preload 11 output-force distribution plate
5 excitation mass 12 input acceleration measurement (a )
6 test element 13 output acceleration measurement (a )
′′′
7 output force and acceleration measurement 14 normal output-force measurement FF=+F
(22 2 )
Figure 2 — Example of laboratory test rig for measuring
the dynamic transfer stiffness for normal translations
6 © ISO 2008 – All rights reserved
5.1.2 Foundation
The test element is mounted on a heavy and rigid foundation using a force measurement system [see 5.1.4
and Figure 2 c)].
5.1.3 Static preloading system
Measurements shall be performed with the test element under a representative and specified preload.
Examples of methods for applying the static preload are as follows.
a) Use of a hydraulic actuator, which serves also as a vibration exciter. This is mounted in a load frame,
together with the test element and the foundation table.
b) Use of a frame, which provides static preload only; see Figure 2 a). If such a frame is applied, auxiliary
vibration isolators shall be used for dynamic decoupling of the test object from the frame.
c) Use of a gravity load using a mass on top of the test object (with or without a support frame).
5.1.4 Force measurement system on the output side
A force measurement system consisting of one or more force transducers (load cells) shall be installed on the
output side of the test element; see Figure 2 c).
NOTE It might be necessary to apply a force distribution plate between the test element and the force transducers.
Besides its function of load distribution, the force distribution plate also provides a high contact stiffness to the force
transducers. Moreover, it provides a uniform vibration of the output flange.
5.1.5 Acceleration measurement systems
Accelerometers shall be mounted on the input and output side of the test element and on the foundation of the
test arrangement; see Figures 2 b) and 2 c). When mid-point positions are not accessible, indirect
measurement of mid-point accelerations shall be performed by making an appropriate signal summation, for
example, by taking the linear average for two symmetrically positioned accelerometers.
As an option, instead of accelerometers, displacement or velocity transducers may be used, provided that
their frequency range is appropriate.
5.1.6 Dynamic excitation system
The dynamic excitation system shall be suitable for the excitation level and for the frequency range of interest.
Any type of exciter is permitted. Examples are
a) a hydraulic actuator which also can provide a static preload, or
b) one or more electrodynamic vibration exciters (shakers) with connection rods, or
c) one or more piezo-electric exciters.
Vibration isolators may be used for dynamic decoupling of exciters, to reduce flanking transmission via the
frame for applying static preload. However, in the test rigs that use a hydraulic actuator for both static and
dynamic loading, such a decoupling is usually inconvenient because of its adverse effects on low-frequency
measurements.
5.1.7 Excitation mass on the input side
The excitation mass or force distribution plate on the input side of the test object has one or more of the
following functions:
a) to provide a uniform vibration of the input flange under dynamic forces;
b) to enhance unidirectional vibration of the input flange.
If the test element contains a solid-mass-type input flange, which can provide the above-mentioned functions,
the special excitation mass may be omitted.
5.2 Transverse translations
5.2.1 Overview
Schematic representations of test rigs for resilient supports exposed to transverse vibrations perpendicular to
the normal load direction are shown in Figures 3 to 5. In Figures 3 a) and 3 c), roller bearings are used,
respectively for suppressing unwanted input vibrations and for suppressing unwanted transverse forces on the
output-force distribution plate. See 5.2.7 and 6.1 for further comments on the proper use of such bearings. In
Figures 4 and 5 two symmetrically placed nominally equal resilient elements are used for suppressing
unwanted input vibrations.
The test rig shall include the items listed in 5.2.2 to 5.2.7.
5.2.2 Foundation
The test element is mounted on a heavy and rigid foundation table (see Figures 3 and 4) or between stiff
columns (see Figure 5), using a force measurement system.
5.2.3 Static preloading system
Measurements shall be performed with the test element under a representative and specified preload.
Figures 3 to 5 present some schematic examples.
5.2.4 Force measurement system on the output side
A force measurement system consisting of one or more force transducers (load cells) shall be installed on the
output side of the test element. Two basic options exist.
a) One or more force transducers for the measurement of shear forces; see Figures 3 d), 4 and 5. It may be
necessary to apply a force distribution plate between the test element and the force transducers (see the
notes in 5.1.4),
b) One or more normal force transducers; see Figure 3 c). It may be necessary to apply a force distribution
plate between the test element and the force transducers; see the note in 5.1.4.
5.2.5 Acceleration measurement systems on the input and output sides
Accelerometers shall be mounted on the input and output side of the test element.
The accelerometers on the test element flanges or on the force distribution plate may be placed on horizontal
symmetry axes of these components. When such places are not accessible, indirect measurement of the
acceleration along a symmetry axis may be performed by making an appropriate signal summation, for
example, by taking the linear average for two symmetrically positioned accelerometers.
8 © ISO 2008 – All rights reserved
Provided that displacement or velocity transducers have the appropriate frequency response, they may be
used instead of accelerometers.
b) Input side (details)
c) Output side with low friction bearing
(details)
a) Overview d) Output with shear force transducers
(details)
Key
1 exciter 8 rigid foundation
2 connection rod 9 input-force distribution plate (excitation mass)
3 traverse 10 output-force distribution plate
4 low-friction bearing 11 input acceleration measurement (a )
5 auxiliary springs to prevent rattling 12 output acceleration measurement (a )
6 test element 13 output transverse-force measurement (F )
′ ′′
7 output force and acceleration measurement 14 output shear-force measurement FF=+F
(22 2 )
Figure 3 — Example 1 of laboratory test rig for measuring the dynamic
transfer stiffness for transverse translation
Key
1 exciter 6 input acceleration measurement (a )
2 connection rod 7 output acceleration measurement (a )
′ ′′
3 traverse 8 output shear-force measurement FF=+F
(22 2 )
4 nominally equal resilient elements 9 rigid foundation
5 input-force distribution plate
Figure 4 — Example 2 of laboratory test rig for measuring the dynamic transfer stiffness for
transverse translation (The lower resilient element is considered as the test element)
Key
1 exciter 6 rigid columns
2 preloading device 7 input acceleration measurement (a )
3 connection rod 8 output shear-force measurement [F = (F′ + F″)/2]
2 2 2
4 input-force distribution plate 9 output acceleration measurement (a )
5 nominally equal test elements
Figure 5 — Example 3 of laboratory test rigs for measuring
the dynamic transfer stiffness for transverse translation
(Test results are for the average transfer stiffness of two nominally equal resilient elements)
10 © ISO 2008 – All rights reserved
5.2.6 Dynamic excitation system
The dynamic excitation system shall be suitable for the excitation level and frequency range of interest.
Examples of vibration exciters are given in 5.1.6.
5.2.7 Excitation mass on the input side
The Input-force distribution plate (mass) has one or more of the following functions:
a) to provide a uniform vibration of the input flange under dynamic forces
b) to enhance unidirectional vibration of the input flange.
If the test element contains a solid-mass-type input flange, which can provide the above-mentioned functions,
the special excitation mass can be omitted.
Predominantly unidirectional translation on the input side of the test element is an essential requirement for
the measurement of dynamic stiffness according to this part of ISO 10846 (see 6.4). For input translations,
predominance of the required translation will be influenced by
a) the symmetry of the vibration excitations and boundary conditions of the excitation mass (see Figures 4
and 5), and
b) the inertial properties of the excitation mass.
In certain cases, it will be necessary to apply external constraints, such as low-friction bearings or some other
guiding system, to prevent vibrations in unwanted directions; see Figures 3 a) and 3 b).
NOTE When, as in the example of Figures 3 a) and 3 b), roller bearings are used between the input side of the test
element and a frame for preloading, the appropriate roller bearings for the applied static preload are necessary. Any
elastic deformation of the bearings, leading to unwanted transverse forces due to the bearing system, needs to be avoided.
Otherwise flanking transmission via the frame structure will occur. This can lead to invalid measurements due to the
serious limitation of the frequency range.
5.3 Suppression of unwanted vibrations
5.3.1 General
The test procedures according to this part of ISO 10846 cover measurements of transfer stiffness for
unidirectional excitations, one by one in the normal and transverse directions.
However, due to asymmetries in excitation, boundary conditions and test element properties, components
other than the intended input vibration component may show unwanted strong responses at certain
frequencies. Qualitative measures to suppress unwanted input vibrations are discussed in 5.3.2 and 5.3.3. A
special category of test arrangements is that in which two nominally equal resilient elements are tested in a
symmetrical configuration; see Figures 4 and 5. This may help to suppress unwanted input vibrations.
Quantitative requirements are given in 6.4.
5.3.2 Normal direction
For excitation in the normal direction, a symmetrical positioning of the exciter, or a pair of exciters, shall be the
favourable method for suppressing transverse and rotational vibrations on the input side.
Nevertheless, the properties of the test object itself may cause coupling between the normal and other
vibration directions. A method of suppressing unwanted input vibrations is the use of a symmetrical
arrangement with two or four nominally identical test elements, or using a “guiding” system on the sides of the
excitation mass, for example roller bearings. These systems are not shown in a figure.
5.3.3 Transverse direction
For excitation in the transverse direction, coupling between transverse and rotational input vibrations will
always occur.
In Figures 3 to 5, examples of measures are shown, which may enhance unidirectional vibrations on the input
side. Figure 3 shows an example of how a guiding system can be used to suppress input rotations. Figures 4
and 5 show symmetrical arrangements with two nominally equal test objects.
In the test set-up of Figure 4, the lower resilient element is the test element.
In the test set-up of Figure 5, the average transfer stiffness of the two resilient elements is determined by
measuring the average blocking force F = (F′ + F″ )/2. It is the responsibility of the user of this part of
b b b
ISO 10846 to ascertain that the two test elements are nominally equal.
An alternative to the application of conventional methods might be the use of active vibration control. Using
multiple actuators and sensors in combination with a control system, the ratio between wanted and unwanted
[6]
input vibration levels can be improved .
6 Criteria for adequacy of the test arrangement
6.1 Frequency range
Each test facility has a limited frequency range in which valid tests can be performed. One limitation is given
by the usable bandwidth of the vibration actuator. Another limitation follows from the requirements for
measuring the blocking output force. In Figures 2, 3 and 4, the following dynamic measurement quantities are
given:
⎯ F blocking output force;
b
⎯ a acceleration of input flange and input-force distribution plate;
⎯ a acceleration of output flange and output-force distribution plate.
The transfer stiffness measurements according to this part of ISO 10846 are valid only for those frequencies
where
∆−L = W 20dB (1)
LL
aa
1,2
NOTE A level-difference value (∆L ) that is too small can be explained by an insufficient stiffness mismatch
1,2
between the test element and the foundation, or by flanking transmission via the traverse and the columns to the output
side of the test elements or via the air. The use of vibration isolators to decouple the top of the test element from the load
frame (see Figure 2), and also to decouple the vibration exciter from the frame, would reduce flanking transmission
significantly. See the note in 5.2.7 on the risk of improper application of roller bearings on the input side of the test element.
6.2 Measurement of blocking force
The mass between the test isolator and the output-force transducers causes a bias error in the measurement
of the blocking force. Using the symbols in Figure 6, the difference between the approximated blocking force
F′ and the measured force F is equal to the inertia force m a .
b b 2 2
The mass m is the sum of the mass of the output-force distribution plate and half the mass of the force
transducers and shall respect the following inequality:
L /20
F
m u0,06 × kg (2)
L /20
a
12 © ISO 2008 – All rights reserved
NOTE 1 Inequality (2) is equivalent to the requirement thatLL− u 0,5 dB .
′
F F
2 2
NOTE 2 If Inequality (2) is not respected then either a decrease of m or an increase of force transducer(s) stiffness is
needed. The latter may imply the use of more transducers or a larger transducer.
NOTE 3 When, as in the example of Figure 3 c), a roller bearing is used on the output side of the test element, the
roller bearing needs to be appropriate for the applied static preload. Elastic deformation of the bearing, leading to
unwanted transverse forces due to the bearing system, needs to be avoided.
Key
1 test element
2 output-force distribution plate
3 rigid foundation
Figure 6 — Force and acceleration on output side of the vibration isolator
6.3 Flanking transmission
In many test arrangements, flanking transmission can limit the applicability or accuracy of the test method.
The flanking transmission can be caused by airborne sound or structure-borne sound. Given the large variety
of test arrangements which are allowed, it is in the interest of the user of this part of ISO 10846 to use test rigs
that are robust against invalid measurements caused by flanking transmission. However, obeying
Inequality (2) is sufficient for the validity of test results, also in the presence of flanking transmission.
6.4 Unwanted input vibrations
Input accelerations in directions other than those of the excitation shall be suppressed according to 5.3.
Measurements according to this part of ISO 10846 are only valid when the level of the input acceleration in
the excitation direction exceeds that in the other directions perpendicular to it by at least 15 dB, i.e.
LL− W 15 dB (3)
aaexcitation unwanted
()( )
The measurement positions where this requirement shall hold are shown in Figure 7.
For normal excitation, the input vibration in the excitation direction a is along the line of excitation, and at the
1z
interface between the excitation mass and the input flange. The unwanted inputs in transverse directions a′
1x
and a′ shall be measured at the edge of the excitation mass or force distribution plate and in the plane of the
1y
interface between the excitation mass and the input flange; see Figure 7.
For transverse excitation (x- or y-direction), the input vibration in the excitation direction (a or a ) is
1x 1y
measured along a horizontal symmetry axis of the excitation mass. The unwanted inputs a′ and a′ or a′
1z 1y 1x
shall be measured at the edge of the excitation mass and in the plane of the interface with the input flange.
When the mass-type input flange of the test object replaces the excitation mass (see 5.2.7), a configuration
similar to that in Figure 7 shall be defined, to test the adequacy of the suppression of unwanted inputs
according to Inequality (3).
Key
1 exciter
2 excitation mass
3 input flange of test element
4 unwanted vibrations a′ and a′
1x 1y
5 unwanted vibrations a′ and a′ or a′
1z 1y 1x
Figure 7 — Measurement locations for checking the suppression of unwanted input vibrations
6.5 Accelerometers
Accelerometers shall be calibrated at the laboratory temperature in the frequency range of interest and shall
have a sensitivity level which is frequency independent within 0,5 dB. Calibration shall be carried out
according to ISO 16063-21.
The accelerometers shall be sufficiently unaffected by extraneous environmental effects, such as relative
humidity, magnetic fields, electrical fields, acoustical fields and strain, and the sensitivity to cross-axis
accelerations shall be smaller than 5 % of the main axis of sensitivity.
If displacement or velocity transducers are used, the same requirements as for accelerometers apply.
6.6 Force transducers
Force transducers shall be calibrated at the laboratory temperature in the frequency range of interest and
have a sensitivity level which is frequency independent within 0,5 dB. Calibration shall be carried out
according to the mass-loading technique as described in ISO 7626-1.
If there is an appropriate compensation routine (i.e. digital application of an appropriate transfer function), the
resultant sensitivity-level function shall meet the 0,5 dB requirement.
The force transducers shall be sufficiently unaffected by extraneous environmental effects, such as relative
humidity, magnetic fields, electrical fields, acoustical fields and strain, and the sensitivity to cross-axis forces
shall be smaller than 5 % of the main axis of sensitivity.
6.7 Summation of signals
If signals from force transducers or from accelerometers are added, this shall be performed with a maximum
tolerance of 5 %. One way to achieve this is to use identical transducers with sensitivities within 5 % of each
other. Another way is to perform the summation with the aid of a multi-channel analyser. In that case,
corrections shall be made to compensate both for differences in transducer sensitivities and for differences in
channel gain factors (see 6.8).
14 © ISO 2008 – All rights reserved
6.8 Analysers
Narrow-band analysers shall be used which fulfil the following requirements.
a) In the frequency range of interest, the spectral resolution shall provide at least five distinct frequencies
per one-third-octave band;
b) The difference in frequency responses between the channels (including signal-conditioning equipment),
which are used for the acceleration measurement on the input side, and for the force measurement on
the output side, shall be less than 0,5 dB for a measurement with the same frequency resolution as used
for testing the resilient support. Otherwise, corrections shall be made to compensate for the differences in
channel gain factors.
One way in which channel gains may be compared is as follows: An identical broadband signal (e.g. white
noise) is applied as input to both channels. Then the narrow-band spectrum of the magnitude of the output
ratio should be less than 0,5 dB, otherwise the measured gain ratio needs to be used as a correction factor for
the measured dynamic stiffness.
7 Test procedures
7.1 Installation of the test elements
The test element is attached to the excitation mass (or Input-force distribution plate) and to the output-force
distribution plate (if any), in a way that ensures good contact over the entire surface of the flanges. Devices
that are not part of the resilient element in practical applications shall be de-activated and removed.
NOTE To improve contact between the resilient test element and the adjacent test rig components, grease or
double-sided tape can be added. However, in the latter case, problems can occur in the high-frequency range. For test
elements with big flanges, flattening might be necessary to obtain unambiguous test results.
Test elements, which contain rubber-type components, will show a change of load or deflection due to creep.
For such objects, preloading shall be applied to 100 % of the permissible static load. A change of load or
deflection due to creep should be less than 10 % per day before measurements are performed.
7.2 Selection of force measurement system and output-force distribution plates
Depending upon the size and symmetry of the test isolator and on the maximum permissible load, one or
more force transducers are applied.
The output-force distribution plate shall be as small and as light as possible, but rigid enough to avoid
resonances of the system occurring in the frequency range of interest. The minimum lateral dimension is
determined by the size of the test object.
To check the rigid body behaviour o
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10846-2
Deuxième édition
2008-08-15
Acoustique et vibrations — Mesurage en
laboratoire des propriétés de transfert
vibro-acoustique des éléments
élastiques —
Partie 2:
Méthode directe pour la détermination de
la raideur dynamique en translation des
supports élastiques
Acoustics and vibration — Laboratory measurement of vibro-acoustic
transfer properties of resilient elements —
Part 2: Direct method for determination of the dynamic stiffness of
resilient supports for translatory motion
Numéro de référence
©
ISO 2008
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2008
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 3
4 Principe. 5
5 Exigences relatives à l'appareillage . 5
5.1 Translations normales. 5
5.2 Translations transverses . 8
5.3 Suppression des vibrations indésirables . 11
6 Critères d'adéquation du dispositif d'essai .12
6.1 Domaine de fréquences . 12
6.2 Mesurage de la force de blocage . 12
6.3 Transmission latérale. 13
6.4 Vibrations indésirables en entrée . 13
6.5 Accéléromètres . 14
6.6 Transducteurs de force. 14
6.7 Sommation des signaux . 15
6.8 Analyseurs. 15
7 Modes opératoires d'essai. 15
7.1 Installation des éléments d'essai. 15
7.2 Choix du système de mesurage des forces et des plaques de répartition des forces
de sortie . 16
7.3 Montage et fixation des accéléromètres .16
7.4 Montage et fixation de l'excitateur de vibrations . 16
7.5 Signal source . 16
7.6 Mesurages . 17
7.7 Test de linéarité. 18
8 Évaluation des résultats . 19
8.1 Calcul de la raideur dynamique de transfert. 19
8.2 Valeurs par bandes de tiers d'octave de la raideur dynamique de transfert moyennée
en fréquence. 19
8.3 Présentation des résultats par bandes de tiers d'octave . 20
8.4 Présentation des données à bande étroite . 21
9 Informations à consigner. 21
10 Rapport d'essai . 23
Annexe A (informative) Courbe charge statique-déformation. 24
Annexe B (informative) Incertitude de mesure. 25
Bibliographie . 29
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10846-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit, et par
l'ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, et leur surveillance.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10846-2:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 10846 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Acoustique et vibrations —
Mesurage en laboratoire des propriétés de transfert vibro-acoustique des éléments élastiques:
⎯ Partie 1: Principes et lignes directrices
⎯ Partie 2: Méthode directe pour la détermination de la raideur dynamique en translation des supports
élastiques
⎯ Partie 3: Méthode indirecte pour la détermination de la raideur dynamique en translation des supports
élastiques
⎯ Partie 4: Raideur dynamique en translation des éléments autres que les supports élastiques
⎯ Partie 5: Méthode du point d'application pour la détermination de la raideur dynamique de transfert basse
fréquence en translation des supports élastiques
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
Introduction
Divers types d'éléments élastiques passifs sont utilisés pour réduire la transmission des vibrations. En voici
quelques exemples: les dispositifs pour moteurs automobiles, les supports élastiques utilisés dans le bâtiment,
les montages élastiques et les accouplements d'arbres souples pour la machinerie des navires ainsi que les
petits isolateurs d'appareils ménagers.
La présente partie de l'ISO 10846 spécifie une méthode directe de mesurage de la fonction de raideur de
transfert dynamique des supports élastiques linéaires, y compris les supports élastiques présentant des
caractéristiques charge statique-déformation non linéaires, tant que ces éléments présentent une linéarité
approchée du comportement vibratoire pour une précharge statique donnée. La présente partie de
l'ISO 10846 s'inscrit dans une série de Normes internationales traitant des méthodes de mesurage en
laboratoire des propriétés vibro-acoustiques des éléments élastiques et comportant des documents sur les
principes de mesurage, la méthode indirecte et la méthode du point d'application. L'ISO 10846-1 fournit un
guide pour le choix de la Norme internationale appropriée.
Les conditions de laboratoire décrites dans la présente partie de l'ISO 10846 incluent l'application de la
précharge statique.
Les résultats de la méthode décrite dans la présente partie de l'ISO 10846 sont utiles pour les supports
élastiques destinés à empêcher les problèmes de vibration en basse fréquence ou à atténuer le bruit propagé
par voie solide dans le domaine inférieur des fréquences audibles. Toutefois, pour la caractérisation complète
des éléments élastiques destinés à atténuer les vibrations basse fréquence ou l'intensité des chocs, des
informations supplémentaires, qui ne sont pas fournies par cette méthode, sont nécessaires.
NORME INTERNATIONALE ISO 10846-2:2008(F)
Acoustique et vibrations — Mesurage en laboratoire des
propriétés de transfert vibro-acoustique des éléments
élastiques —
Partie 2:
Méthode directe pour la détermination de la raideur dynamique
en translation des supports élastiques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10846 spécifie une méthode destinée à déterminer la raideur dynamique de
transfert en translation des supports élastiques soumis à une précharge spécifiée. La méthode, qui concerne
le mesurage en laboratoire des vibrations, à l'entrée, et des forces de blocage en sortie, est désignée sous le
nom de «méthode directe». La méthode est applicable aux éléments d'essai à brides parallèles (voir Figure 1).
Les éléments élastiques qui font l'objet de la présente partie de l'ISO 10846 sont ceux utilisés pour réduire
⎯ la transmission de vibrations dans le domaine inférieur des fréquences audibles (généralement 20 Hz à
500 Hz) à une structure qui peut, par exemple, rayonner un bruit propagé par voie fluide (bruit aérien,
propagé par l'eau ou autre), et
⎯ la transmission de vibrations basse fréquence (généralement 1 Hz à 80 Hz) qui peuvent, par exemple,
agir sur les individus ou endommager les structures de toutes dimensions lorsque la vibration est trop
importante.
NOTE 1 Dans la pratique, les dimensions du ou des bancs d'essai disponibles peuvent restreindre l'emploi de supports
élastiques très petits ou très grands.
NOTE 2 La méthode englobe des échantillons de supports continues se présentant sous la forme de bandes ou de
tapis. Il incombe à l'utilisateur de la présente partie de l'ISO 10846 de décider si l'échantillon décrit suffisamment ou non le
comportement du système complexe.
Les mesurages des translations normales et transverses par rapport aux brides sont traités dans la présente
partie de l'ISO 10846.
La méthode directe couvre le domaine de fréquences, normalement déterminé par le banc d'essai, de 1 Hz à
la fréquence f .
UL
NOTE 3 Du fait de la grande variété de bancs d'essai et d'éléments d'essai, f est variable. Dans la présente partie de
UL
l'ISO 10846, l'adéquation du banc d'essai n'est pas définie pour un domaine de fréquences fixe mais sur la base des
données mesurées, comme décrit de 6.1 à 6.4.
NOTE 1 Lorsqu'un support élastique ne comporte pas de brides parallèles, il convient de prévoir un dispositif auxiliaire
en faisant office.
NOTE 2 Les flèches indiquent le sens d'application de la charge.
Figure 1 — Exemple de supports élastiques à brides parallèles
Les données obtenues selon la méthode spécifiée dans la présente partie de l'ISO 10846 peuvent être
utilisées
⎯ comme informations sur les produits fournies par les fabricants et les fournisseurs,
⎯ comme informations relative à la phase de mise au point du produit,
⎯ au contrôle de la qualité, et
⎯ au calcul du transfert des vibrations à travers les isolateurs.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 266, Acoustique — Fréquences normales
1)
ISO 2041:— , Vibrations et chocs — Vocabulaire
ISO 10846-1, Acoustique et vibrations — Mesurage en laboratoire des propriétés de transfert vibro-
acoustique des éléments élastiques — Partie 1: Principes et lignes directrices
ISO 5348, Vibrations et chocs mécaniques — Fixation mécanique des accéléromètres
ISO 7626-1, Vibrations et chocs — Détermination expérimentale de la mobilité mécanique — Partie 1:
Définitions fondamentales et transducteurs
ISO 16063-21, Méthodes pour l'étalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs — Partie 21:
Étalonnage de vibrations par comparaison à un transducteur de référence
2)
Guide ISO/CEI 98-3 , Incertitude de mesure — Partie 3 : Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure
(GUM:1995)
1) À publier. (Révision de l'ISO 2041:1990)
2) Le Guide ISO/CEI 98-3 sera publié comme réédition du Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM),
1995.
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 2041 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
isolateur de vibrations
élément élastique
isolateur conçu pour atténuer la transmission des vibrations sur une certaine plage de fréquences
1)
NOTE Adapté de l'ISO 2041:— , définition 2.120.
3.2
support élastique
isolateur(s) de vibrations capable(s) de soutenir une machine, un bâtiment ou tout autre type de structure
3.3
élément d'essai
support élastique soumis à essai, comprenant des brides et des fixations auxiliaires, si elles existent
3.4
force de blocage
F
b
force dynamique à la sortie d'un isolateur de vibrations qui donne un déplacement nul en sortie
3.5
raideur dynamique de transfert
k
2,1
rapport, fonction de la fréquence, entre le phaseur complexe de la force de blocage F en sortie d'un
2,b
élément élastique au phaseur complexe du déplacement u à l'entrée, défini par la formule suivante
=/F u
k
2,1
2,b 1
NOTE 1 Les indices «1» et «2» indiquent respectivement l'entrée et la sortie.
NOTE 2 La valeur de k peut dépendre de la précharge statique, de la température, de l'humidité relative et d'autres
2,1
conditions.
NOTE 3 Aux basses fréquences k est uniquement déterminé par les forces élastiques et de dissipation et kk≈
2,1 1,1 2,1
( k indique le rapport force-déplacement en entrée). Aux fréquences plus élevées, les forces d'inertie de l'élément
1,1
élastique jouent aussi un rôle et kk≠ .
1,1 2,1
3.6
facteur de perte de l'élément élastique
η
rapport de la partie imaginaire de k à la partie réelle de k , c'est-à-dire la tangente de l'angle de phase de
2,1 2,1
k , dans le domaine des basses fréquences où les forces d'inertie de l'élément sont négligeables
2,1
3.7
raideur dynamique de transfert moyennée en fréquence
k
av
valeur moyenne, fonction de la fréquence, de la raideur dynamique de transfert dans une bande de
fréquences ∆f
NOTE Voir 8.2.
3.8
contact ponctuel
zone de contact qui vibre comme la surface d'un corps rigide
3.9
translation normale
vibration en translation perpendiculaire à la bride d'un élément élastique
3.10
translation transverse
vibration en translation dans une direction perpendiculaire à celle de la translation normale
3.11
linéarité
propriété du comportement dynamique d'un isolateur de vibrations, s'il répond au principe de superposition
NOTE 1 Le principe de superposition peut être exprimé comme suit: si une grandeur d'entrée x (t) produit une
grandeur de sortie y (t) et que, au cours d'un essai séparé, une grandeur d'entrée x (t) produit une grandeur de sortie y (t),
1 2 2
il y a superposition si la grandeur d'entrée ax (t) + bx (t) produit la grandeur de sortie ay (t) + by (t). Cela doit être vrai
1 2 1 2
quelles que soient les valeurs de a, b et x (t), x (t), a et b étant des constantes arbitraires.
1 2
NOTE 2 Dans la pratique, le test de linéarité ci-dessus est irréaliste et un contrôle limité de la linéarité est assuré par le
mesurage de la raideur dynamique de transfert pour une certaine plage de niveaux d'entrée. Pour une précharge spécifiée,
le système peut être considéré comme linéaire si la raideur dynamique de transfert ne varie pas par rapport à sa valeur
nominale. En fait, cette procédure vérifie s'il y a proportionnalité entre la réponse et l'excitation (voir 7.7).
3.12
méthode directe
méthode dans laquelle on mesure le déplacement, la vitesse ou l'accélération à l'entrée et la force de blocage
en sortie
3.13
méthode indirecte
méthode dans laquelle on mesure la transmissibilité des vibrations (pour le déplacement, la vitesse ou
l'accélération) d'un élément élastique, la sortie étant soumise à une charge de masse connue
NOTE Le terme «méthode indirecte» peut comprendre des charges de n'importe quelle impédance connue autre
qu'une impédance de type masse. Cependant, l'ISO 10846 ne couvre pas de telles méthodes.
3.14
méthode du point d'application
méthode dans laquelle on mesure le déplacement, la vitesse ou l'accélération à l'entrée et la force à l'entrée,
l'élément élastique étant bloqué en sortie
3.15
niveau de force vibratoire
L
F
niveau calculé par la formule suivante:
F
L = 10 lg dB
F
F
où F est la valeur quadratique moyenne de la force dans une bande de fréquences spécifique et F est la
−6
force de référence (F = 10 N)
3.16
niveau d'accélération vibratoire
L
a
niveau calculé par la formule suivante:
a
L = 10 lg dB
a
a
4 © ISO 2008 – Tous droits réservés
où a désigne la valeur quadratique moyenne de l'accélération dans une bande de fréquences spécifique et
−6 2
a est l'accélération de référence (a = 10 m/s )
0 0
3.17
niveau de raideur dynamique de transfert
L
k
2,1
niveau calculé par la formule suivante:
k
2,1
L = 10 lg dB
k
2,1
k
où |k | est le carré du module de la raideur dynamique de transfert (voir 3.5) à la fréquence spécifiée et k
2,1 0
est la raideur de référence (k = 1 N/m)
3.18
niveau de raideur dynamique de transfert moyennée en fréquence
L
k
av
niveau calculé par la formule suivante:
k
av
L = 10 lg dB
k
av 2
k
où k est la raideur dynamique de transfert moyennée en fréquence (3.7) et k est la raideur de référence
av 0
(k = 1 N/m)
3.19
transmission latérale
forces et accélérations en sortie, provoquées à l'entrée par l'excitateur de vibrations, mais transmises par des
chemins de transmission autres que par l'élément élastique soumis à essai
3.20
fréquence limite supérieure
f
UL
fréquence jusqu'à laquelle les résultats sont valables conformément aux critères donnés dans la présente
partie de l'ISO 10846
NOTE Voir 6.1 à 6.4.
4 Principe
Le principe de mesurage de la méthode directe pour mesurer la raideur dynamique de transfert (voir 3.5) est
décrit dans l'ISO 10846-1. Il s'agit, en substance, de mesurer la force de blocage entre la sortie du support
élastique et un support rigide. Le support rigide doit suffisamment diminuer les vibrations, côté sortie de l'objet
soumis à l'essai, par rapport à celles rencontrées côté entrée.
5 Exigences relatives à l'appareillage
5.1 Translations normales
5.1.1 Vue d'ensemble
La Figure 2 représente un schéma du banc d'essai. L'élément d'essai est soumis à des vibrations normales
en translation. L'élément d'essai doit être monté tel qu'il est utilisé dans la pratique.
NOTE L'exemple de banc d'essai donné à la Figure 2 ne limite en aucune manière d'autres configurations d'essai.
Pour être approprié aux mesurages à effectuer conformément à la présente partie de l'ISO 10846, un banc
d'essai doit se composer des éléments décrits de 5.1.2 à 5.1.7.
b) Côté entrée (détails)
a) Vue d'ensemble c) Côté sortie (détails)
Légende
1 excitateur de vibrations 8 support rigide
2 barre transversale 9 précharge statique
3 barre de liaison 10 excitation dynamique
4 ressorts de découplage dynamique, précharge statique 11 plaque de répartition des forces de sortie
5 masse d'excitation 12 mesurage de l'accélération en entrée (a )
6 élément d'essai 13 mesurage de l'accélération en sortie (a )
7 mesurage des forces et des accélérations en sortie 14 mesurage des forces normales en sortie
′ ′′
FF=+F
(22 2 )
Figure 2 — Exemple de banc d'essai de laboratoire destiné au mesurage
de la raideur dynamique de transfert pour les translations normales
5.1.2 Support
L'élément d'essai est fixé à un support lourd et rigide par l'intermédiaire d'un système de mesurage des forces
[voir 5.1.4 et Figure 2 c)].
5.1.3 Système de préapplication de la charge statique
Les mesurages doivent être effectués en appliquant à l'élément d'essai une précharge représentative et
spécifiée. Des exemples de méthodes d'application de la précharge statique sont les suivants:
a) utilisation d'un actionneur hydraulique, servant également d'excitateur de vibrations, monté dans une
structure avec l'élément d'essai et la table d'assise;
6 © ISO 2008 – Tous droits réservés
b) utilisation d'une structure fournissant uniquement une précharge statique; voir Figure 2 a). Dans ce cas,
des isolateurs de vibrations auxiliaires doivent être utilisés pour assurer le découplage dynamique entre
l'objet soumis à l'essai et la structure;
c) utilisation d'une charge par gravité utilisant une masse placée sur l'objet soumis à l'essai (avec ou sans
structure-support).
5.1.4 Système de mesurage des forces en sortie
Un système de mesurage des forces se composant d'un ou de plusieurs transducteurs de force (cellules de
charge) doit être installé à la sortie de l'élément d'essai; voir Figure 2 c).
NOTE Il peut être nécessaire de disposer une plaque de répartition des forces entre l'élément d'essai et les
transducteurs de force. Outre sa fonction de répartition de la charge, la plaque de répartition des forces sert à fournir une
raideur de contact élevée aux transducteurs de force. En outre, elle a pour rôle d'assurer une vibration uniforme de la
bride inférieure.
5.1.5 Systèmes de mesurage de l'accélération
Des accéléromètres doivent être montés à l'entrée et à la sortie de l'élément d'essai et sur le support du
dispositif d'essai; voir Figures 2 b) et 2 c). Lorsque des positions au point médian ne sont pas accessibles, un
mesurage indirect des accélérations au point médian doit être effectué par sommation des signaux appropriés,
par exemple, en prenant la moyenne linéaire de deux accéléromètres positionnés symétriquement.
En option, à condition que leur domaine de fréquences convienne, les transducteurs de déplacement ou de
vitesse peuvent remplacer les accéléromètres.
5.1.6 Système d'excitation dynamique
Le système d'excitation dynamique doit correspondre au niveau d'excitation et au domaine de fréquences
étudiés. Tout type d'excitateurs adéquat est permis, par exemple:
a) un actionneur hydraulique pouvant également fournir une précharge statique, ou
b) un ou plusieurs excitateurs électrodynamiques de vibrations (pot vibrant) équipés de barres de connexion,
ou
c) un ou plusieurs excitateurs piézo-électriques.
Des isolateurs de vibrations peuvent être utilisés pour le découplage dynamique des excitateurs afin de
réduire la transmission latérale par l'intermédiaire de la structure d'application de la précharge statique.
Cependant, sur les bancs d'essai utilisant un actionneur hydraulique tant pour l'application statique que
dynamique de la charge, on évite habituellement ce découplage car il contrarierait les mesurages en basse
fréquence.
5.1.7 Masse d'excitation en entrée
La masse d'excitation ou la plaque de répartition des forces en entrée de l'objet soumis à l'essai remplit au
moins l'une des fonctions suivantes:
a) fournir une vibration uniforme de la bride en entrée lorsqu'elle est soumise à des forces dynamiques;
b) favoriser la vibration unidirectionnelle de la bride en entrée.
Si l'élément d'essai comporte une bride en entrée de type masse pleine capable d'assurer l'une des fonctions
susmentionnées, il est possible d'omettre la masse d'excitation spéciale.
5.2 Translations transverses
5.2.1 Vue d'ensemble
Les Figures 3 à 5 présentent des schémas de bancs d'essai pour supports élastiques soumis à des vibrations
en translation perpendiculaires à la direction de charge normale. Dans les Figures 3 a) et 3 c) des roulements
à rouleaux sont utilisés pour supprimer respectivement les vibrations indésirables en entrée et les forces
indésirables transverses sur la plaque de répartition des forces de sortie. Voir 5.2.7 et 6.1 pour de plus
amples informations sur l'utilisation correcte de ces roulements. Dans les Figures 4 et 5, deux éléments
élastiques de raideur identique, positionnés symétriquement, sont utilisés pour supprimer les vibrations
indésirables en entrée.
Le banc d'essai doit comporter les éléments décrits de 5.2.2 à 5.2.7.
5.2.2 Support
L'élément d'essai est monté sur une table d'assise lourde et rigide (voir Figures 3 et 4) ou entre deux
colonnes rigides (voir Figure 5), par l'intermédiaire d'un système de mesurage des forces.
5.2.3 Système de préapplication de la charge statique
Les mesurages doivent être effectués en appliquant à l'élément d'essai une précharge représentative et
spécifiée. Les Figures 3 à 5 représentent quelques exemples schématiques.
5.2.4 Système de mesurage des forces en sortie
Un système de mesurage des forces se composant d'un ou de plusieurs transducteurs de force (cellules de
charge) doit être installé à la sortie de l'élément d'essai. Il existe deux options de base:
a) Un ou plusieurs transducteurs pour le mesurage des forces de cisaillement; voir Figures 3 d), 4 et 5. Il
peut être nécessaire de monter une plaque de répartition des forces entre l'élément d'essai et les
transducteurs de force (voir la Note en 5.1.4).
b) Un ou plusieurs transducteurs de force normale; voir Figure 3 c). Il peut être nécessaire de monter une
plaque de répartition des forces entre l'élément d'essai et les transducteurs de force (voir la Notes en
5.1.4).
5.2.5 Systèmes de mesurage de l'accélération à l'entrée et à la sortie
Des accéléromètres doivent être montés à l'entrée et à la sortie de l'élément d'essai.
Les accéléromètres se trouvant sur les brides ou sur la plaque de répartition des forces de l'élément d'essai
peuvent être placés sur un axe de symétrie horizontale de ces composants. Lorsque ces emplacements ne
sont pas accessibles, un mesurage indirect de l'accélération dans l'axe de symétrie doit être effectué par une
opération de sommation des signaux appropriés en prenant, par exemple, la moyenne linéaire de deux
accéléromètres positionnés symétriquement.
Les accéléromètres peuvent être remplacés par des transducteurs de vitesse ou de déplacement à condition
que ces derniers couvrent un domaine de fréquences approprié.
8 © ISO 2008 – Tous droits réservés
b) Côté entrée (détails)
c) Côté sortie avec palier à faible frottement
(détails)
d) Côté sortie avec transducteurs
a) Vue d'ensemble de force de cisaillement (détails)
Légende
1 excitateur 8 support rigide
2 barre de connexion 9 plaque de répartition des forces d'entrée (masse
d'excitation)
3 barre transversale 10 plaque de répartition des forces de sortie
4 palier à faible frottement 11 mesurage de l'accélération en entrée (a )
5 ressort auxiliaire pour empêcher les bruits parasites 12 mesurage de l'accélération en sortie (a )
6 élément d'essai 13 mesurage de la force transverse en sortie (F )
7 mesurage de la force et de l'accélération en sortie 14 mesurage de la force de cisaillement en sortie
′ ′′
FF=+F
(22 2 )
Figure 3 — Exemple 1 de banc d'essai de laboratoire destiné au mesurage
de la raideur dynamique de transfert pour les translations transverses
Légende
1 excitateur 6 mesurage de l'accélération en entrée (a )
2 barre de connexion 7 mesurage de l'accélération en sortie (a )
3 barre transversale 8 mesurage de la force de cisaillement en sortie (F = F′ + F″)
2 2 2
4 éléments élastiques de raideur identique 9 support rigide
5 plaque de répartition des forces d'entrée
Figure 4 — Exemple 2 de banc d'essai de laboratoire destiné au mesurage de la raideur dynamique
de transfert pour les translations transverses
(l'élément élastique inférieur est considéré comme l'élément d'essai)
Légende
1 excitateur 6 colonnes rigides
2 dispositif de préapplication de la charge 7 mesurage de l'accélération en entrée (a )
3 barre de connexion 8 mesurage de la force de cisaillement en sortie [F = (F′ + F″)/2]
2 2 2
4 plaque de répartition des forces d'entrée 9 mesurage de l'accélération en sortie (a )
5 éléments élastiques de raideur identique
Figure 5 — Exemple 3 de banc d'essai de laboratoire destiné au mesurage de la raideur dynamique
de transfert pour les translations transverses (les résultats d'essai concernent la raideur de transfert
moyenne de deux éléments élastiques de raideur identique)
10 © ISO 2008 – Tous droits réservés
5.2.6 Système d'excitation dynamique
Le système d'excitation dynamique doit correspondre au niveau d'excitation et au domaine de fréquences
étudié. Des exemples d'excitateurs de vibrations sont donnés en 5.1.6.
5.2.7 Masse d'excitation en entrée
La plaque de répartition des forces d'entrée (masse) remplit au moins l'une des fonctions suivantes:
a) fournir une vibration uniforme de la bride en entrée lorsqu'elle est soumise à des forces dynamiques;
b) favoriser la vibration unidirectionnelle de la bride en entrée.
Si l'élément d'essai comporte une bride en entrée de type masse pleine capable d'assurer l'une des fonctions
susmentionnées, il est possible d'omettre la masse d'excitation spéciale.
La translation à dominante unidirectionnelle en entrée de l'élément d'essai est une exigence essentielle pour
le mesurage de la raideur dynamique conformément à la présente partie de l'ISO 10846 (voir 6.4). Pour des
translations en entrée, la prédominance de la translation requise est fonction de:
a) la symétrie des excitations de vibrations et des conditions aux limites de la masse d'excitation (voir
Figures 4 et 5), et
b) des propriétés d'inertie de la masse d'excitation.
Dans certains cas, il est nécessaire d'appliquer des contraintes externes telles que des paliers à faible
frottement ou tout autre type de système de guidage permettant de prévenir des vibrations indésirables; voir
Figures 3 a) et 3 b).
NOTE Lorsque, comme le montre l'exemple des Figures 3 a) et 3 b), des roulements à rouleaux sont utilisés entre le
côté entrée de l'élément d'essai et une structure de préapplication de la charge, les roulements à rouleaux appropriés
doivent convenir à la précharge statique appliquée. Toute déformation élastique des roulements, donnant lieu à des forces
transverses indésirables du fait du système de roulements, doit être évitée au risque sinon de voir survenir une
transmission latérale due à la structure. Cela peut entraîner une invalidation des mesurages du fait d'une importante
limitation du domaine de fréquences.
5.3 Suppression des vibrations indésirables
5.3.1 Généralités
Les modes opératoires d'essai conformes à la présente partie de l'ISO 10846 traitent des mesurages
individuels des raideurs de transfert pour les excitations unidirectionnelles dans les directions normale et
transversale.
Cependant, du fait des asymétries dans l'excitation, dans les conditions aux limites et dans les propriétés des
éléments d'essai, des composantes autres que celles des vibrations voulues en entrée peuvent produire des
réponses indésirables fortes à certaines fréquences. Les mesures qualitatives visant à éliminer les vibrations
indésirables en entrée sont traitées en 5.3.2 et 5.3.3. Il existe une catégorie spéciale de dispositifs d'essai
dans lesquels deux éléments élastiques de raideur identique sont soumis à essai dans une configuration
symétrique; voir Figures 4 et 5. Cela peut se révéler utile pour éliminer les vibrations indésirables en entrée.
Des exigences quantitatives sont formulées en 6.4.
5.3.2 Direction normale
Pour une excitation dans la direction normale, le positionnement symétrique de l'excitateur ou d'une paire
d'excitateurs doit être la méthode de choix pour éliminer les vibrations transversales et en rotation en entrée.
Toutefois, les propriétés de l'objet soumis à essai peuvent provoquer un couplage entre la direction de
vibration normale et d'autres directions. Une méthode de suppression des vibrations indésirables consiste à
utiliser pour l'essai un dispositif symétrique composé de deux ou quatre éléments d'essai de raideur identique
ou un système de «guidage» au niveau des côtés de la masse d'excitation, tel que par exemple des
roulements à rouleaux. Ces systèmes ne sont pas représentés dans une figure.
5.3.3 Direction transversale
L'excitation dans la direction transversale engendre dans tous les cas un couplage entre les vibrations en
entrée transversales et en rotation.
Les Figures 3 à 5 donnent des exemples de mesures susceptibles de favoriser les vibrations
unidirectionnelles côté entrée. La Figure 3 présente un exemple d'utilisation d'un système de guidage
permettant de supprimer les vibrations en rotation en entrée. Les Figures 4 et 5 présentent un dispositif
symétrique comportant deux objets de raideur identique.
Dans le montage d'essai de la Figure 4, l'élément élastique inférieur est l'élément d'essai.
Dans le montage d'essai de la Figure 5, la raideur de transfert moyenne des deux éléments élastiques est
déterminée en mesurant la force de blocage moyenne F = (F′ + F″)/2. Il incombe à l'utilisateur de la
b b b
présente partie de l'ISO 10846 de s'assurer que les deux éléments d'essai sont de raideur identique.
Une méthode autre que les méthodes classiques utilisées peut consister à effectuer un contrôle actif des
vibrations. L'utilisation de plusieurs actionneurs et capteurs associés à un système de commande permet
[6]
d'améliorer le rapport entre les niveaux des vibrations souhaitées et indésirables .
6 Critères d'adéquation du dispositif d'essai
6.1 Domaine de fréquences
Chaque installation d'essai a un domaine de fréquences limité dans lequel des essais valables peuvent être
effectués. La largeur de bande utilisable de l'actionneur de vibrations fixe une limite. Une autre limite résulte
des exigences de mesurage de la force de blocage en sortie. Les Figures 2, 3 et 4 donnent les grandeurs
dynamiques mesurées les plus importantes:
⎯ F force de blocage en sortie;
b
⎯ a accélération de la bride d'entrée et de la plaque de répartition des forces d'entrée;
⎯ a accélération de la bride de sortie et de la plaque de répartition des forces de sortie.
Les mesurages de la raideur de transfert conformes à la présente partie de l'ISO 10846 sont valables
uniquement pour les fréquences telles que:
∆−L = W 20 dB (1)
LL
aa
1,2
NOTE Des différences de niveau (∆L ) trop faibles peuvent être dues à une désadaptation insuffisante de la raideur
1,2
entre l'élément d'essai et le support ou à une transmission latérale par l'intermédiaire de la barre transversale et des
colonnes à la sortie des éléments d'essai ou à du bruit aérien. L'emploi d'isolateurs de vibrations pour découpler l'élément
d'essai de la structure de charge (voir Figure 2) et également découpler l'excitateur de vibrations de la structure devrait
réduire considérablement la transmission latérale. Voir la note en 5.2.7 sur le risque d'une mauvaise application des
roulements à rouleaux du côté entrée de l'élément d'essai.
6.2 Mesurage de la force de blocage
La masse placée entre l'isolateur soumis à l'essai et les transducteurs de force en sortie est à l'origine un biais
dans le mesurage de la force de blocage. En utilisant les symboles de la Figure 6, la différence entre la force
de blocage approchée F′ et la force mesurée F est égale à la force d'inertie m a .
b b 2 2
12 © ISO 2008 – Tous droits réservés
La masse m est la somme de la masse de la plaque de répartition des forces de sortie et de la moitié de la
masse des transducteurs de force et doit obéir à l'inégalité suivante:
L /20
F
m u0,06 × kg (2)
L /20
a
NOTE 1 L'Inégalité (2) équivaut à l'exigence LL− u 0,5 dB .
′
F F
2 2
NOTE 2 Si l'Inégalité (2) n'est pas respectée, il faut diminuer m ou augmenter la raideur du ou des transducteurs de
force. Cette dernière solution peut impliquer l'emploi d'autres transducteurs ou d'un transducteur plus gros.
NOTE 3 Lorsque, tel qu'illustré par l'exemple de la Figure 3 c), un roulement à rouleaux est utilisé du côté sortie de
l'élément d'essai, le roulement à rouleaux doit convenir à la précharge statique appliquée. Toute déformation élastique du
roulement, donnant lieu à des forces transverses indésirables du fait du système de roulements, doit être évitée.
Légende
1 élément d'essai
2 plaque de répartition des forces de sortie
3 support rigide
Figure 6 — Force et accélération à la sortie de l'isolateur de vibrations
6.3 Transmission latérale
Dans de nombreux dispositifs d'essai, la transmission latérale peut limiter les conditions d'application ou
l'exactitude de la méthode d'essai. Elle peut être causée par un bruit aérien ou solidien. Étant donné la grande
variété des dispositifs d'essai admis, il est de l'intérêt de l'utilisateur de la présente partie de l'ISO 10846
d'utiliser des bancs d'essai suffisamment robustes pour éviter que les données de raideur obtenues ne soient
pas affectées par la transmission latérale. Toutefois, le respect de l'Inégalité (2) suffit à confirmer la validité
des résultats d'essai, même en présence d'une transmission latérale.
6.4 Vibrations indésirables en entrée
Les accélérations en entrée dans des directions autres que celles de l'excitation doivent être supprimées
conformément à 5.3. Les mesurages conformes à la présente partie de l'ISO 10846 sont valables uniquement
lorsque le niveau de l'accélération en entrée dans la direction de l'excitation dépasse d'au moins 15 dB celui
des autres directions qui lui sont perpendiculaires, c'est-à-dire
LL− W 15 dB (3)
aa excitation indésirable
() ( )
Les positions de mesurage auxquelles cette exigence doit s'appliquer sont illustrées à la Figure 7.
Pour une excitation normale, la vibration en entrée dans la direction d'excitation a se situe le long de la ligne
1z
d'excitation et à l'interface entre la masse d'excitation et la bride en entrée. Les entrées indésirables dans les
directions transversales a′ et a′ doivent être mesurées au bord de la masse d'excitation ou de la plaque de
1x 1y
répartition des forces et dans le plan de l'interface entre la masse d'excitation et la bride en entrée; voir
Figure 7.
Pour une excitation transversale (direction x ou y), la vibration en entrée dans la direction d'excitation (a ou
1x
a ) est mesurée le long d'un axe de symétrie horizontal de la masse d'excitation. Les entrées indésirables
1y
a′ et a′ ou a′ doivent être mesurées au bord de la masse d'excitation et dans le plan de l'interface avec la
1z 1y 1x
bride en entrée.
Lorsque la bride en entrée de type masse de l'objet soumis à essai remplace la masse d'excitation (voir 5.2.7),
une configuration semblable à celle de la Figure 7 doit être définie afin de vérifier la conformité de la
suppression des entrées indésirables conformément à l'Inégalité (3).
Légende
1 excitateur
2 masse d'excitation
3 bride en entrée de l'élément d'essai
4 vibrations indésirables a′ et a′
1x 1y
5 vibrations indésirables a′ et a′ ou a′
1z 1y 1x
Figure 7 — Positions de
...
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 10846-2
Второе издание
2008-08-15
Акустика и вибрация. Лабораторные
измерения виброакустических
передаточных характеристик упругих
элементов.
Часть 2.
Определение динамической жёсткости
упругих опор при поступательном
движении. Прямой метод
Acoustics and vibration Laboratory measurement of vibro-acoustic
transfer properties of resilient elements
Part 2: Direct method for determination of the dynamic stiffness of resilient
supports for translatory motion
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO 10846-22008(R)
©
ISO 2008
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или вывести на экран, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на загрузку интегрированных шрифтов в компьютер, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe − торговый знак фирмы Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF были оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все
меры предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами-членами
ISO. В редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просьба проинформировать Центральный
секретариат по адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2008
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу, указанному ниже, или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii ISO 2008 – Все права сохраняются
Содержание Страница
Предисловие .iv
Введение .v
1 Область применения .1
2 Нормативные ссылки .2
3 Термины и определения .3
4 Принцип.6
5 Требования к аппаратуре.6
5.1 Поступательные движения в нормальном направлении.6
5.2 Поступательные вибрации в поперечном направлении.9
5.3 Подавление нежелательных вибраций .13
6 Критерии адекватности испытательной установки .14
6.1 Частотный диапазон.14
6.2 Измерение затормаживающей силы .14
6.3 Передача вибраций в обход изолятора.15
6.4 Нежелательные входные вибрации.15
6.5 Акселерометры.16
6.6 Датчики силы .16
6.7 Суммирование сигналов.17
6.8 Анализаторы .17
7 Методики испытания .17
7.1 Установка испытательных элементов.17
7.2 Выбор системы измерения силы и плит, равномерно распределяющих силу на
выходе.17
7.3 Монтаж и соединение акселерометров.18
7.4 Монтаж и соединения возбудителя вибраций .18
7.5 Сигнал источника .18
7.6 Измерения.18
7.7 Испытание на линейность .20
8 Оценка результатов испытания .21
8.1 Вычисление динамической переходной жесткости.21
8.2 Значения динамической переходной жесткости, усредненной по частоте, в
третьоктавной полосе частот .21
8.3 Представление результатов в третьоктавной полосе частот.22
8.4 Представление данных в узкой полосе частот.23
9 Записываемая информация.23
10 Протокол испытания.24
Приложение A (информативное) Кривая зависимости деформации от статической нагрузки .25
Приложение B (информативное) Погрешность измерений .26
Библиография.30
ISO 2008 – Все права сохраняются iii
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной
электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, установленными в
Директивах ISO/IEC, Часть 2.
Основная задача технических комитетов состоит в подготовке международных стандартов. Проекты
международных стандартов, одобренные техническими комитетами, рассылаются комитетам-членам
на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения, по
меньшей мере, 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы этого документа могут быть объектом патентных прав.
ISO не должен нести ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO 10846-2 подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 43, Акустика, Подкомитетом SC 1, Шум, и
ISO/TC 108, Механическая вибрация, удар и мониторинг состояния.
Настоящее второе издание отменяет и заменяет первое издание (ISO 10846-2:1997), которое было
технически пересмотрено .
ISO 10846 состоит из следующих частей под общим названием Акустика и вибрация. Лабораторные
измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов:
Часть 1. Принципы и руководящие указания
Часть 2. Определение динамической жёсткости упругих опор при поступательном движении.
Прямой метод
Часть 3. Определение динамической жёсткости упругих опор при поступательном движении.
Косвенный метод
Часть 4. Динамическая жёсткость элементов, кроме упругих опор, при поступательном
движении
Часть 5. Метод измерения входной частотной характеристики для определения
низкочастотной переходной жесткости упругих опор при поступательном движении
iv ISO 2008 – Все права сохраняются
Введение
Пассивные виброизоляторы разных типов используются для снижения уровня передаваемой вибрации.
Примерами таких виброизоляторов являются подвески автомобильных двигателей, упругие опоры
зданий, упругие основания и упругие муфты в соединениях валов судовых машин, а также небольшие
изоляторы для приборов бытового назначения.
Настоящая часть ISO 10846 устанавливает прямой метод измерения функции динамической
переходной жесткости линейных упругих опор. В ней рассматриваются упругие опоры с нелинейными
характеристиками, описываемыми кривой зависимости деформации от статической нагрузки, при
условии, что вибрационное поведение элементов при заданной предварительной статической нагрузке
остается приблизительно линейным. Настоящая часть ISO 10846 входит в серию международных
стандартов по методам лабораторных измерений виброакустических свойств упругих элементов,
которые также включают документы по принципам измерений, косвенному методу и методу измерения
входной частотной характеристики. Руководящие указания по выбору соответствующего
международного стандарта даются в ISO 10846-1.
Лабораторные условия, описанные в настоящей части ISO 10846, включают условия приложения
статической предварительной нагрузки.
Результаты, получаемые при применении метода, описанного в настоящей части ISO 10846, являются
полезными в случае упругих элементов, которые используются для подавления низкочастотной
вибрации и ослабления шума, возникающего в конструкции, в нижней части диапазона звуковых частот.
Однако для полной категоризации упругих элементов, используемых для ослабления низкочастотной
вибрации или снижения амплитуд ударных воздействий, требуется дополнительная информация,
которая не предоставляется этим методом.
ISO 2008 – Все права сохраняются v
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 10846-2:2008(R)
Акустика и вибрация. Лабораторные измерения
виброакустических передаточных характеристик упругих
элементов.
Часть 2.
Определение динамической жёсткости упругих опор при
поступательном движении. Прямой метод
1 Область применения
Настоящая часть ISO 10846 устанавливает метод определения динамической переходной жесткости
при поступательных вибрациях упругих опор, к которым прилагается заданная предварительная
нагрузка. Метод предназначается для лабораторных измерений вибраций на входной стороне
виброизолятора и затормаживающей силы на его выходной стороне и называется "прямым методом".
Метод применим к испытательным элементам с параллельными фланцами (см. Рисунок 1).
Упругие элементы, являющиеся предметом рассмотрения в настоящей части ISO 10846, используются
для снижения уровня передаваемых вибраций в нижней части диапазона звуковых частот (обычно
в диапазоне 20 Гц − 500 Гц) в конструкции, которая, например, может излучать нежелательный
звук в текучую среду (в воздух, воду или другую текучую среду), а также
для снижения уровня низкочастотных вибраций (обычно в диапазоне 1 Гц − 80 Гц), которые,
например, могут неблагоприятно воздействовать на людей или повреждать конструкции любого
размера, если вибрация является слишком сильной.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 На практике размеры используемой испытательной установки (используемых испытательных
установок) могут ограничивать применение очень малых или очень больших упругих опор.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В данном методе предусматривается использованием образцов сплошных опор в виде
прокладок и защитных покрытий. Вопрос о том, в достаточной ли степени такой образец описывает поведение
сложной системы, остается на рассмотрение пользователя настоящей части ISO 10846.
В настоящей части ISO 10846 рассматриваются измерения поступательных вибраций в нормальном и
поперечном направлениях по отношению к фланцам.
Прямой метод распространяется на диапазон частот от 1 Гц до частоты f , которая обычно определяется
UL
испытательной установкой.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Из-за большого разнообразия испытательных установок и испытательных элементов частота
f является разной. В настоящей части ISO 10846 адекватность испытательной установки определяется не на
UL
основе установленного диапазона частот, а на основе измеренных данных, как описано в 6.1 – 6.4.
ISO 2008 – Все права сохраняются 1
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Если упругая опора не имеет параллельных фланцев, то для их установки используется
вспомогательное крепление как часть испытательного элемента.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Стрелки указывают направление приложения нагрузки.
Рисунок 1 − Пример упругих опор с параллельными фланцами
Данные, полученные методом измерений, установленным в настоящей части ISO 10846, могут быть
использованы для:
получения информации о продукте, предоставляемой изготовителями и поставщиками;
получения информации в процессе проектирования продукта;
контроля качества;
вычисления вибрации, передаваемой через изоляторы.
2 Нормативные ссылки
Следующие ссылочные нормативные документы являются обязательными при применении данного
документа. Для жестких ссылок применяется только цитированное издание документа. Для плавающих
ссылок необходимо использовать самое последнее издание нормативного ссылочного документа
(включая любые изменения).
ISO 266, Акустика. Предпочтительные частоты
1),
ISO 2041:— Механическая вибрация, удар и мониторинг состояния. Словарь
ISO 5348, Вибрация и удар механические. Механическое крепление акселерометров
ISO 7626-1, Вибрация и удар. Экспериментальное определение механической подвижности. Часть 1.
Основные определения и датчики
ISO 10846-1, Акустика и вибрация. Лабораторные измерения виброакустических передаточных
характеристик упругих элементов. Часть 1. Принципы и руководящие указания
ISO 16063-21, Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 21. Калибровка вибрации
путем сравнения с эталонным датчиком
2)
ISO/IEC Guide 98-3 , Погрешность измерений. Часть 3. Руководство по представлению (GUM 1995)
1) Будет опубликован. (Пересмотренное издание ISO 2041:1990)
2) ISO/IEC Guide 98-3 будет переиздан как Руководство по представлению погрешности измерений (GUM),
1995.
2 ISO 2008 – Все права сохраняются
3 Термины и определения
Для целей настоящего документа используются термины и определения, установленные в ISO 2041, а
также следующие термины и определения.
3.1
виброизолятор
упругий элемент
vibration isolator
resilient element
изолятор, разработанный для ослабления передаваемой вибрации в установленном частотном
диапазоне
1)
ПРИМЕЧАНИЕ Адаптировано из ISO 2041:— , определение 2.120.
3.2
упругая опора
resilient support
виброизолятор (виброизоляторы), подходящий (подходящие) для использования в качестве опор
машин, зданий или конструкций другого типа
3.3
испытательный элемент
test element
упругий элемент, подвергаемый испытаниям, в том числе фланцы и вспомогательные крепления, если
они используются
3.4
затормаживающая сила
blocking force
F
b
динамическая сила, действующая на выходную сторону виброизолятора, приводящая к нулевому
перемещению на выходе
3.5
динамическая переходная жесткость
dynamic transfer stiffness
k
2,1
отношение, зависящее от частоты, фазора затормаживающей силы F на выходной стороне упругого
2,b
элемента к фазору перемещения u на входной стороне
k= F /u
2,b 1
2,1
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Нижние индексы “1”и “2” обозначают входную и выходную стороны, соответственно.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Значение k может зависеть от статической предварительной нагрузки, температуры,
2,1
относительной влажности и других факторов.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 На низких частотах величина k однозначно определяется упругой и диссипативной силами и
2,1
kk≈ ( k обозначает отношение силы и перемещения на входной стороне). На более высоких частотах важную
1,1 2,1 1,1
роль играют также силы инерции в упругом элементе и kk≠ .
1,1 2,1
ISO 2008 – Все права сохраняются 3
3.6
коэффициент потерь упругого элемента
loss factor of resilient element
η
отношение мнимой части k к действительной части k , т. е. тангенс фазового угла k , в
2,1 2,1 2,1
низкочастотном диапазоне, в котором силы инерции в элементе являются пренебрежимо малыми
3.7
динамическая переходная жесткость, усредненная по частоте
frequency-averaged dynamic transfer stiffness
k
av
функция частоты среднего значения динамической переходной жесткости в полосе частот ∆f
ПРИМЕЧАНИЕ См. 8.2.
3.8
точечный контакт
point contact
контактная площадка, вибрирующая как поверхность твердого тела
3.9
поступательное движение в направлении нормали
normal translation
поступательная вибрация в направлении, перпендикулярном фланцу упругого элемента
3.10
поступательное движение в поперечном направлении
transverse translation
поперечная вибрация в направлении, перпендикулярном направлению поступательного движения по
нормали
3.11
линейность
linearity
характеристика динамического поведения упругого элемента, если она удовлетворяет принципу
суперпозиции
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Принцип суперпозиции может быть сформулирован следующим образом: если входной сигнал
x (t) создает выходной сигнал y (t) и в отдельном испытании входной сигнал x (t) создает выходной сигнал y (t), то
1 1 2 2
суперпозиция имеет место, если входной сигнал a x (t) + b x (t) создает выходной сигнал ay (t) + b y (t). Это
1 2 1 2
правило должно выполняться для всех значений a, b и x (t), x (t); a и b − произвольные постоянные.
1 2
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В действительности испытание на линейность, указанное выше, является малопригодным с
практической точки зрения и ограниченная проверка линейности выполняется путем измерения динамической
переходной жесткости в диапазоне уровней входного сигнала. Для отдельной предварительной нагрузки, если
динамическая переходная жесткость является номинально инвариантной, система может считаться линейной. В
действительности эта процедура проверяет пропорциональность отклика и возбуждения (см. 7.7).
3.12
прямой метод
direct method
метод, в котором измеряются либо перемещение, скорость или ускорение на входе и
затормаживающая сила на выходе
3.13
косвенный метод
indirect method
метод, в котором измеряется способность передачи вибрации (перемещения, скорости или ускорения)
упругого элемента с выходом, нагружаемым компактным телом известной массы
4 ISO 2008 – Все права сохраняются
ПРИМЕЧАНИЕ Термин “косвенный метод” допускает включение нагрузок с любым известным полным
сопротивлением, не являющимся полным сопротивлением типа массы. Однако в серии ISO 10846 такие методы
не рассматриваются.
3.14
метод измерения входной частотной характеристики
driving point method
метод, в котором измеряются одна их характеристик движения – перемещение, скорость или
ускорение на входе и входная сила с заторможенной выходной стороной упругого элемента
3.15
уровень силы
force level
L
F
уровень, определяемый по следующей формуле
F
= 10lg дБ ,
L
F
F
где
F среднеквадратическое значение силы в определенной полосе частот, F – опорная сила
−6
(F = 10 Н)
3.16
уровень ускорения
acceleration level
L
a
уровень, определяемый по следующей формуле:
a
= 10lg дБ ,
L
a
a
где
a среднеквадратическое значение ускорения в определенной полосе частот, a – опорное
−6 2
ускорение (a = 10 м/с )
3.17
уровень динамической переходной жесткости
level of dynamic transfer stiffness
L
k
2,1
уровень, определяемый по следующей формуле:
k
21,
= 10lg дБ ,
L
k
2,1 2
k
где
|k | квадратичная величина динамической переходной жесткости (3.5) на установленной
2,1
частоте, k – опорная жесткость (k = 1 Н/м)
0 0
ISO 2008 – Все права сохраняются 5
3.18
уровень динамической переходной жесткости, усредненной в полосе частот
level of frequency-band-averaged dynamic transfer stiffness
L
k
av
уровень, определяемый по следующей формуле:
k
av
= 10lg дБ ,
L
k
av
k
где
k динамическая переходная жесткость, усредненная по частоте (3.7), k − опорная жесткость
av 0
(k = 1 Н/м)
3.19
передача вибрации в обход виброизолятора
flanking transmission
силы и ускорения на выходной стороне, создаваемые возбудителем вибраций на входной стороне, но
каналы передачи вибрации не проходят через испытываемый упругий элемент
3.20
верхняя предельная частота
upper limiting frequency
f
UL
частота, вплоть до которой результаты определения величины k являются достоверными в
1,2
соответствии с критериями, установленными в разных частях ISO 10846
ПРИМЕЧАНИЕ См. 6.1 – 6.4.
4 Принцип
Принцип измерений, лежащий в основе прямого метода определения динамической переходной
жесткости (3.5), обсуждается в ISO 10846-1. Отличительной чертой этого метода является то, что
затормаживающая сила на выходе измеряется между выходной стороной упругой опоры и основанием.
Основание должно обеспечивать достаточное ослабление вибраций на выходной стороне
испытываемого объекта по сравнению с вибрациями на входной стороне.
5 Требования к аппаратуре
5.1 Поступательные движения в нормальном направлении
5.1.1 Общее представление
Схематическое представление испытательной установки показано на Рисунке 2. Испытательный
элемент подвергается воздействию поступательной вибрации, создаваемой нагрузкой в нормальном
направлении. Испытательный элемент должен устанавливаться так, чтобы его использование на
практике было репрезентативным.
ПРИМЕЧАНИЕ Пример испытательной установки на Рисунке 2 не предназначается для установления
ограничений на проведение испытаний.
Чтобы испытательная установка подходила для проведения измерений в соответствии с настоящей
частью ISO 10846, она должны включать компоненты, описанные в 5.1.2 − 5.1.7.
6 ISO 2008 – Все права сохраняются
b) Входная сторона (детали)
a) Общий вид c) Выходная сторона (детали)
Обозначение
1 возбудитель вибраций 8 жесткое основание
2 поперечина 9 статическая предварительная нагрузка
3 шатун 10 динамическое возбуждение
4 динамические развязывающие пружины, 11 плита, обеспечивающая равномерное
статическая предварительная нагрузка распределение силы на выходе
5 возбуждающая масса 12 измерение входного ускорения (a )
6 испытательный элемент 13 измерение выходного ускорения (a )
7 измерение силы и ускорения на выходе 14 измерение силы на выходе, действующей в
′′′
нормальном направлении FF=+F
(22 2 )
Рисунок 2 − Пример лабораторной испытательной установки для измерения динамической
переходной жесткости при поступательных движениях в нормальном направлении
5.1.2 Основание
Испытательный элемент устанавливается на тяжелом и жестком основании вместе с системой
измерения сил [см. 5.1.4 и Рисунок 2 c)].
5.1.3 Система статического предварительного нагружения
Измерения должны проводиться в условиях репрезентативного и установленного предварительного
нагружения испытательного элемента. Ниже представлены примеры методов приложения статической
предварительной нагрузки.
a) Используйте гидравлический привод, выполняющий также роль возбудителя вибраций. Он
устанавливается в силовой раме вместе с испытательным элементом и столом для основания.
b) Используйте раму, обеспечивающую только статическое предварительное нагружение, см.
Рисунок 2 a). В случае применения такой рамы для динамического развязывания испытываемого
объекта и рамы должны использоваться вспомогательные виброизоляторы .
c) Используйте нагрузку от собственного веса массы, установленной на верхней части
испытательного объекта (с опорной рамой и без неё).
ISO 2008 – Все права сохраняются 7
5.1.4 Система измерения сил, устанавливаемая на выходной стороне
Система измерения сил, состоящая из одного или нескольких датчиков сил (динамометрических
датчиков), должна устанавливаться на выходной стороне испытательного элемента; см. Рисунок 2 c).
ПРИМЕЧАНИЕ Может возникнуть необходимость использования плиты, обеспечивающей равномерное
распределение силы, устанавливаемой между испытательным элементом и датчиками силы. Помимо функции
равномерного распределения силы эта плита также обеспечивает большую контактную жесткость с датчиками
силы. Кроме того, она обеспечивает равномерную вибрацию выходного фланца.
5.1.5 Системы измерения ускорения
Акселерометры должны устанавливаться на входной и выходной сторонах испытательного элемента и
на основании испытательной установки; см. Рисунки 2 b) и 2 c). Если средние положения недоступны,
косвенные измерения ускорения в среднем положении должны проводиться путем соответствующего
суммирования сигналов, например, путем определения линейного среднего значения для двух
симметрично установленных акселерометров.
Как вариант, вместо акселерометров при условии выбора соответствующего диапазона частот могут
использоваться датчики перемещения или скорости.
5.1.6 Система динамического возбуждения
Система динамического возбуждения должна подходить для рассматриваемых уровней вибрации и
установленного диапазона частот. Разрешается использование возбудителя вибрации любого типа.
Ниже приводятся примеры таких возбудителей:
a) гидравлический привод, который также может обеспечивать статическое предварительное
нагружение, или
b) один или несколько электродинамических возбудителей вибрации (вибраторов) с шатунами, или
c) один или несколько пьезоэлектрических возбудителей.
Виброизоляторы могут использоваться для динамического развязывания возбудителей, что позволяет
ослабить вибрацию, передаваемую через раму в обход виброизолятовов, при приложении статической
предварительной нагрузки. Однако в испытательных установках, использующих гидравлический
привод как для статического, так и динамического нагружения, такое развязывание является
малопригодным из-за неблагоприятного влияния на низкочастотные измерения.
5.1.7 Возбуждающая масса, устанавливаемая на входной стороне
Возбуждающая масса или плита, обеспечивающая равномерное распределение силы,
устанавливаемая на входной стороне испытываемого объекта, выполняет одну или несколько
функций:
a) обеспечивает равномерную вибрацию входного фланца при приложении динамических сил;
b) усиливает однонаправленную вибрацию входного фланца.
Если испытательный элемент включает входной фланец типа сплошной массы, который может
обеспечить выполнение вышеуказанных функций, то специальная возбуждающая масса может не
устанавливаться.
8 ISO 2008 – Все права сохраняются
5.2 Поступательные вибрации в поперечном направлении
5.2.1 Общее представление
Схематические представления испытательных установок для упругих опор, подвергающихся
воздействию поперечных вибраций в направлении, перпендикулярном нормальному направлению
действия нагрузки, показаны на Рисунках 3 −5. На Рисунках 3 a) и 3 c) показаны роликовые опоры,
используемые, соответственно, для подавления нежелательных входных вибраций и нежелательных
сил, действующих в поперечном направлении на плиту, обеспечивающую равномерное распределение
силы на выходе. Дополнительные комментарии по надлежащему использованию таких опор даются в
5.2.7 и 6.1. На Рисунках 4 и 6 показаны два симметрично размещенных номинально одинаковых
упругих элемента, используемых для подавления нежелательных входных вибраций.
Испытательная установка должна включать компоненты, перечисленные в 5.2.2 – 5.2.7.
5.2.2 Основание
Испытательный элемент устанавливается на тяжелом и жестком столе основания (см. Рисунки 3 и 4)
или между жесткими стойками (см. Рисунок 5) вместе с системой измерения сил.
5.2.3 Система статического предварительного нагружения
Измерения должны проводиться в условиях репрезентативного и установленного предварительного
нагружения испытательного элемента. На Рисунках 3 – 5 представлены некоторые схематические
примеры.
5.2.4 Система измерения сил на выходной стороне
Система измерения сил, состоящая из одного или нескольких датчиков сил (динамометрических
датчиков), должна устанавливаться на выходной стороне испытательного элемента. Существуют два
основных варианта.
a) Один или несколько датчиков для измерения поперечных сил; см. Рисунки 3 d), 4 и 5. Может
возникнуть необходимость установки плиты, обеспечивающей равномерное распределение силы,
между испытательным элементом и датчиками силы (см. примечания в 5.1.4),
b) Один или несколько датчиков силы, действующей в нормальном направлении; см. Рисунок 3 c).
Может возникнуть необходимость установки плиты, обеспечивающей равномерное распределение
силы, между испытательным элементом и датчиками силы; см. примечание в 5.1.4.
5.2.5 Системы измерения ускорения на входной и выходной сторонах
Акселерометры должны устанавливаться на входной и выходной сторонах испытательного элемента.
Акселерометры, устанавливаемые на фланцах испытательных элементов или на плите, равномерно
распределяющей силу, могут располагаться на горизонтальных осях симметрии этих компонентов.
Если такие места недоступны, косвенные измерения ускорения вдоль оси симметрии могут быть
проведены путем суммирования соответствующих сигналов, например, определяя линейное среднее
значение для двух симметрично позиционированных акселерометров.
Вместо акселерометров могут использоваться датчики перемещения или скорости, если они имеют
соответствующую частотную характеристику.
ISO 2008 – Все права сохраняются 9
b) Входная сторона (детали)
c) Выходная сторона с опорой с малым
трением (детали)
a) Общий вид d) Выходная сторона с датчиками силы
сдвига (детали)
Обозначение
1 возбудитель 8 жесткое основание
2 шатун 9 плита, равномерно распределяющая силу на
входе (возбуждающая масса)
3 поперечина
10 плита, равномерно распределяющая силу на
4 опора с малым трением
выходе
5 вспомогательные пружины для подавления шума
11 измерение входного ускорения (a )
6 испытательный элемент
12 измерение выходного ускорения (a )
7 измерение силы и ускорения на выходе
13 измерение поперечной силы на выходе (F )
14 измерение силы сдвига на выходе
′ ′′
FF=+F
(22 2 )
Рисунок 3 − Пример 1 лабораторной испытательной установки для измерения динамической
переходной жесткости для поступательных перемещений в поперечном направлении
10 ISO 2008 – Все права сохраняются
Обозначение
1 возбудитель 6 измерение входного ускорения (a )
2 шатун 7 измерение выходного ускорения (a )
3 поперечина 8 измерение силы сдвига на выходе
′ ′′
FF=+F
4 номинально одинаковые упругие элементы (22 2 )
9 жесткое основание
5 плита, равномерно распределяющая силу на входе
Рисунок 4 − Пример 2 лабораторной испытательной установки для измерения динамической
переходной жесткости при поступательном движении в поперечном направлении (Нижний
упругий элемент считается испытательным элементом)
ISO 2008 – Все права сохраняются 11
Обозначение
1 возбудитель 6 жесткие стойки
2 предварительно нагружающее 7 измерение входного ускорения (a )
устройство
8 измерение силы сдвига на выходе [F = (F′ + F″)/2]
2 2 2
3 шатун
9 измерение выходного ускорения (a )
4 плита, равномерно распределяющая
силу на входе
5 номинально одинаковые
испытательные элементы
Рисунок 5 − Пример 3 лабораторных испытательных установок для измерения динамической
переходной жесткости при поступательных движениях в поперечном направлении (Результаты
испытаний получены для средней переходной жесткости двух номинально одинаковых упругих
элементов)
5.2.6 Система динамического возбуждения
Система динамического возбуждения должна подходить для рассматриваемых уровней вибрации и
диапазона частот. Примеры возбудителей вибрации приводятся в 5.1.6.
5.2.7 Возбуждающая масса, устанавливаемая на входной стороне
Плита (масса), равномерно распределяющая входную силу, выполняет одну или несколько следующих
функций:
a) обеспечивает равномерную вибрацию входного фланца под действием динамических сил;
b) усиливает однонаправленную вибрацию входного фланца.
Если испытательный элемент оснащен входным фланцем типа сплошной массы, специальную
возбуждающую массу можно не использовать.
Преимущественно однонаправленное поступательное движение на входной стороне испытательного
элемента может рассматриваться как требование, предъявляемое к измерению динамической
переходной жесткости в соответствии с настоящей частью ISO 10846 (см. 6.4). При установленном
поступательном движении на входе его доминирование будет определяться
a) симметрией возбуждений вибрации и граничными условиями для возбуждающей массы (см.
Рисунки 4 и 5), и
12 ISO 2008 – Все права сохраняются
b) инертными свойствами возбуждающей массы.
В некоторых случаях для подавления вибраций в нежелательных направлениях необходимо наложить
ограничения, например, на опоры с малым трением или на некоторую другую направляющую систему;
см. Рисунки 3 a) и 3 b).
ПРИМЕЧАНИЕ Если, как в примерах Рисунков 3 a) и 3 b), роликовые опоры используются между входной
стороной испытательного элемента и рамой для предварительного нагружения, то для приложения статической
предварительной нагрузки установка соответствующих роликовых опор является обязательной. Любая упругая
деформация опор, приводящая к появлению нежелательных сил, действующих в поперечном направлении и
связанных с системой опор, должна быть исключена. В противном случае может произойти передача вибраций
через конструкцию рамы. Это может приводить к ошибкам измерений из-за серьезного ограничения диапазона
частот.
5.3 Подавление нежелательных вибраций
5.3.1 Общие положения
Методики испытаний, соответствующие настоящей части ISO 10846, распространяются на измерения
переходной жесткости в случае однонаправленных возбуждений, проводимые раздельно в
нормальном и поперечном направлениях.
Однако из-за несимметричности возбуждения, граничных условий и свойств испытательных элементов
компоненты, кроме установленного компонента входной вибрации, могут характеризоваться
нежелательными сильными откликами на определенных частотах. Качественные показатели,
связанные с подавлением нежелательных входных вибраций, обсуждаются в 5.3.2 и 5.3.3.
Специальным классом испытательных установок являются установки, в которых два номинально
одинаковых упругих элемента испытываются в симметричной конфигурации; см. Рисунки 4 и 5. Это
может помочь подавить нежелательные входные вибрации. Количественные требования
устанавливаются в 6.4.
5.3.2 Нормальное направление
При возбуждении вибраций в нормальном направлении симметричное позиционирование возбудителя
или пары возбудителей должно рассматриваться как подходящий метод подавления поперечных и
угловых вибраций на входной стороне.
Однако свойства самого испытательного объекта могут приводить к взаимодействию вибраций в
нормальном и в другом направлениях. Метод подавления нежелательных входных вибраций состоит в
использовании симметричной установки с двумя или четырьмя номинально одинаковыми
испытательными элементами или "направляющей" системы, устанавливаемой на сторонах
возбуждающей массы, например, в использовании роликовых подшипников. Эти системы не показаны
на рисунке.
5.3.3 Поперечное направление
При возбуждении вибраций в поперечном направлении всегда происходит взаимодействие между
поперечными и угловыми входными вибрациями.
На Рисунках 3 – 5 приведены примеры мер, которые могут усилить однонаправленные вибрации на
входной стороне. На Рисунке 3 показан пример, как направляющая система может быть использована
для подавления угловых вибраций на входе. На Рисунках 4 и 5 показаны симметричные установки с
двумя номинально одинаковыми испытательными объектами.
В испытательной установке, показанной на Рисунке 4, нижний упругий элемент является
испытательным элементом.
В испытательной установке, показанной на Рисунке 5, средняя переходная жесткость двух упругих
элементов определяется путем измерения средней затормаживающей силы F = (F′ + F″ )/2.
b b b
ISO 2008 – Все права сохраняются 13
Пользователь настоящей части ISO 10846 должен удостовериться в том, что два испытательных
элемента являются номинально одинаковыми.
Альтернативой применению обычных методов может являться использование активной амортизации.
При использовании нескольких силовых приводов и датчиков соотношение между желательными и
[6]
нежелательными уровнями входной вибрацией может быть улучшено. .
6 Критерии адекватности испытательной установки
6.1 Частотный диапазон
Каждая испытательная установка имеет ограниченный диапазон частот, в котором могут проводиться
достоверные испытания. Одно ограничение устанавливается подходящей полосой частот
вибропривода. Другое ограничение вытекает из требований, предъявляемых к измерению
затормаживающей силы на выходе. На Рисунках 2, 3 и 4 представлены следующие динамические
измеряемые величины:
F затормаживающая сила на выходе;
b
a ускорение входного фланца и плиты, равномерно распределяющей входную силу;
a ускорение выходного фланца и плиты, равномерно распределяющей силу на выходе.
Измерения переходной жесткости в соответствии с настоящей частью ISO 10846 являются
достоверными только для частот, лежащих в диапазоне, в котором
∆−L = ≥ 20 дБ (1)
LL
aa
1,2
ПРИМЕЧАНИЕ Значение разности уровней (∆L ), которое является слишком малым, может быть
1,2
объяснено недостаточным рассогласованием жесткости между испытательным элементом и основанием или
передачей вибрации в обход через поперечину и стойки на выходную сторону испытательного элемента или
через воздух. Использование виброизоляторов для развязывания верхней части испытательного элемента и
силовой рамы (см. Рисунок 2), а также для развязывания возбудителя вибраций и рамы может существенно
уменьшить передачу вибраций в обход виброизолятора. Что касается риска ненадлежащего применения
роликовых опор, устанавливаемых на входной стороне испытательного элемента, см. примечание в 5.2.7.
6.2 Измерение затормаживающей силы
Масса, располагаемая между испытательным изолятором и датчиками силы на выходе, является
источником систематической ошибки в измерениях затормаживающей силы. В обозначениях Рисунка 6
разность между приближенной затормаживающей силой F′ и измеренной силой F равна силе
b b
инерции m a .
2 2
Масса m является суммой масс плиты, равномерно распределяющей силу на выходе, и половины
массы датчиков силы и должна подчиняться следующему неравенству:
L /20
F
m ≤×0,06 кг (2)
L /20
a
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Неравенство (2) эквивалентно требованию LL−≤ 0,5 дБ .
′
F F
2 2
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Если неравенство (2) не выполняется, тогда необходимо либо уменьшить величину m , либо
увеличить жесткость датчика (датчиков) силы. В последнем случае можно использовать большее число датчиков
или более крупный датчик.
14 ISO 2008 – Все права сохраняются
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Если, как в примере Рисунка 3 c), на выходной стороне испытательного элемента
устанавливается роликовая опора, то она должна соответствовать прилагаемой статической предварительной
нагрузке. Необходимо избегать упругой деформации опоры, приводящей к нежелательным поперечным силам,
связанным с системой опор.
Обозначение
1 испытательный элемент
2 плита, равномерно распределяющая силу на выходе
3 жесткое основание
Рисунок 6 − Сила и ускорение на выходной стороне виброизолятора
6.3 Передача вибраций в обход изолятора
Во многих испытательных установках передача вибраций в обход изолятора может ограничить
применимость или точность метода испытаний. Передача вибраций в обход изолятора может быть
связана с передачей звука по воздуху или через конструкцию. При наличии большого числа
разрешенных испытательных установок в интересах пользователя настоящей части ISO 10846
использовать испытательные установки, которые устойчивы к ошибкам, связанным с передачей
вибраций в обход изолятора. Однако выполнение неравенства (2) достаточно для получения
достоверных результатов испытаний также и в присутствии передачи вибраций в обход изолятора.
6.4 Нежелательные входные вибрации
Входные ускорения в направлениях, кроме направления возбуждения, должны подавляться в
соответствии с 5.3. Измерения, проводимые в соответствии с настоящей частью ISO 10846, являются
достоверными только тогда, когда уровень входного ускорения в направлении возбуждения превышает
уровень в других направлениях, перпендикулярных ему, как минимум, на 15 дБ, т .е.
LL−≥ 15 дБ (3)
aaвозбуждение нежелательный
()( )
Места проведения измерений, в которых требования должны выполняться, показаны на Рисунке 7.
В случае возбуждения в нормальном направлении входная вибрация в направлении возбуждения a
1z
распространяется вдоль линии возбуждения на поверхности раздела возбуждающей массы и входного
фланца. Нежелательные входные вибрации в поперечных направлениях a′ и a′ должны измеряться
1x 1y
на краю возбуждающей массы или плиты, равномерно распределяющей силу, а также в плоскости
границы раздела возбуждающей массы и входного фланца; см. Рисунок 7.
Если входной фланец типа массы испытательного объекта заменяет возбуждающую массу (см. 5.2.7),
то для проверки адекватности подавления нежелательных входных вибраций, соответствующих
неравенству (3), должна устанавливаться конфигурация, аналогичная конфигурации, показанной на
Рисунке 7.
ISO 2008 – Все права сохраняются 15
Обозначение
1 возбудитель
2 возбуждающая масса
3 входной фланец испытательного элемента
4 нежелательные вибрации a′ и a′
1x 1y
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...