ISO 10846-3:2002

NORME ISO
INTERNATIONALE 10846-3
Première édition
2002-06-01



Acoustique et vibrations — Mesurage en
laboratoire des propriétés de transfert
vibro-acoustique des éléments
élastiques —
Partie 3:
Méthode indirecte 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 3: Indirect method for determination of the dynamic stiffness of
resilient supports for translatory motion




Numéro de référence
ISO 10846-3:2002(F)
©
 ISO 2002

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ISO 10846-3:2002(F)
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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 Appareillage.6
5.1 Translations normales.6
5.2 Translations transversales.10
5.3 Suppression des vibrations parasites.11
6 Critères pour l'adéquation du dispositif d’essai .15
6.1 Bande de fréquences .15
6.2 Détermination de la fréquence limite supérieure f .16
3
6.3 Transmission latérale.20
6.4 Vibrations parasites à l’entrée .20
6.5 Accéléromètres.20
6.6 Capteurs de force .21
6.7 Sommation des signaux .21
6.8 Analyseurs.21
7 Mode opératoire.22
7.1 Installation des éprouvettes .22
7.2 Montage et connexion des accéléromètres.22
7.3 Montage et connexions de l'excitateur de vibrations.22
7.4 Signal source.22
7.5 Mesurages.23
7.6 Essai de linéarité.23
8 Evaluation des résultats d'essais .24
8.1 Calcul de la raideur dynamique de transfert .24
8.2 Valeurs moyennes par bandes d'un tiers d'octave de la raideur dynamique de transfert .25
8.3 Présentation des résultats par bandes d'un tiers d'octave.25
8.4 Présentation des données de l’analyse à bande étroite.26
9 Informations à consigner.27
10 Rapport d'essai.27
Annexe A (informative) Raideur de transfert pour les composants à vibration rotationnelle .29
Annexe B (informative) Influence de la symétrie sur la matrice de raideur de transfert .37
Annexe C (informative) Courbe charge statique-déformation.38
Bibliographie.39

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ISO 10846-3:2002(F)
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 3.
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 de la présente partie de l'ISO 10846 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 10846-3 a été élaborée conjointement par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1,
Bruit, et le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques.
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: Raideur dynamique en translation des supports élastiques — Méthode directe
 Partie 3: Méthode indirecte pour la détermination de la raideur dynamique en translation des supports
élastiques
 Partie 4: Raideur dynamique d’éléments autres que les supports élastiques pour mouvement de translation
 Partie 5: Méthode du point de conduite pour la détermination de la raideur dynamique à basse fréquence des
supports élastiques pour un mouvement de translation
Les annexes A, B et C de la présente partie de l’ISO 10846 sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 10846-3:2002(F)
Introduction
Divers types d'isolateurs de vibrations passifs sont utilisés pour réduire la transmission des vibrations. 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 en sont quelques exemples.
La présente partie de l'ISO 10846 spécifie une méthode indirecte de mesurage de la fonction de raideur
dynamique de transfert des supports élastiques linéaires. Elle s’applique aussi aux supports élastiques ayant des
caractéristiques de déformation non linéaires sous charge statique tant que les éléments ont un comportement
vibratoire à peu près linéaire pour une précharge statique donnée. La présente partie de l'ISO 10846 appartient à
une série de Normes internationales sur les méthodes de mesurage en laboratoire des propriétés vibro-
acoustiques des éléments élastiques qui comprend également des normes sur les principes de mesurage, sur la
méthode directe et sur la méthode du point d'application. L'ISO 10846-1 fournit des lignes directrices permettant de
choisir la Norme internationale appropriée.
Les conditions de laboratoire décrites dans la présente partie de l'ISO 10846 comprennent l'application d'une
précharge statique, s’il y a lieu.
Les résultats de la méthode indirecte sont utiles pour les isolateurs destinés à atténuer le bruit propagé par voie
solide (principalement les fréquences supérieures à 20 Hz). Cette méthode ne suffit pas pour établir les
caractéristiques complètes des isolateurs destinés à atténuer les vibrations de basse fréquence ou les chocs.

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NORME INTERNATIONALE ISO 10846-3:2002(F)

Acoustique et vibrations — Mesurage en laboratoire des
propriétés de transfert vibro-acoustique des éléments
élastiques —
Partie 3:
Méthode indirecte 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 pour déterminer la raideur dynamique de transfert en
translation de supports élastiques, avec précharge spécifiée. La méthode, dite méthode indirecte, concerne le
mesurage en laboratoire de la transmissibilité des vibrations. Elle s'applique aux supports élastiques à brides
parallèles (voir Figure 1).
NOTE 1 Les isolateurs de vibrations qui font l'objet de la présente partie de l'ISO 10846 sont ceux destinés à réduire la
transmission de vibrations à fréquence audible (bruit solidien de 20 Hz à 20 kHz) à une structure qui peut, par exemple,
rayonner un bruit parasite propagé par voie fluide (bruit aérien, propagé par l'eau ou tout autre fluide).
NOTE 2 En pratique, la taille des bancs d'essai disponibles peut limiter les essais pour les supports élastiques très petits et
très grands.
NOTE 3 La méthode s'applique à des échantillons de supports continus à bandes et mats. Que l'échantillon décrive de façon
suffisante ou non le comportement du système complexe est de la responsabilité de l'utilisateur de la présente partie de
l'ISO 10846.
La présente partie de l'ISO 10846 traite du mesurage des translations normales et transversales aux brides.
L'annexe A fournit des lignes directrices pour le mesurage des raideurs de transfert, incluant des composantes
rotationnelles.
La méthode couvre la bande de fréquences allant de f à f . Les valeurs de f et f sont déterminées par le
2 3 2 3
montage d'essai et par l'isolateur soumis à l'essai, généralement, 20 Hz u f u 50 Hz et 2 kHz u f u 5 kHz.
2 3
Les données obtenues par la méthode de mesurage spécifiée dans la présente partie de l'ISO 10846 peuvent être
utilisées
 comme informations sur les produits à donner par les fabricants et les fournisseurs,
 comme informations au cours de la mise au point du produit,
 pour le contrôle qualité, et
 pour le calcul du transfert des vibrations à travers les isolateurs.
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ISO 10846-3:2002(F)

NOTE 1 Lorsqu'un support élastique ne possède pas de brides parallèles, un dispositif auxiliaire doit être inclus dans
l'éprouvette pour y aménager des brides parallèles.
NOTE 2 Les flèches indiquent les directions de charge.
Figure 1 — Exemples de supports élastiques à brides parallèles
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 10846. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 10846 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 266, Acoustique — Fréquences normales pour les mesurages
ISO 2041:1990, Vibrations et chocs — Vocabulaire
1)
ISO 5347-3 , Méthodes pour l'étalonnage de capteurs de vibrations et de chocs — Partie 3: Étalonnage
secondaire de vibrations
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 7626-2, Vibrations et chocs — Détermination expérimentale de la mobilité mécanique — Partie 2: Mesurages
avec utilisation d'une excitation de translation en un seul point, au moyen d'un générateur de vibrations solidaire de
ce point

1) Sera révisée en tant que ISO 16063-21.
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ISO 10846-3:2002(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10846, les termes et définitions donnés dans l’ISO 2041 ainsi que
les suivants s'appliquent.
3.1
élément élastique
isolateur de vibrations
isolateur conçu pour atténuer la transmission des vibrations dans une certaine gamme de fréquence
[ISO 2041:1990, définition 2.110]
3.2
support élastique
isolateur de vibrations capable de supporter une partie du poids d'une machine, d'un bâtiment ou de tout autre type
de structure
3.3
éprouvette
support élastique soumis à l’essai et comprenant des brides et des installations auxiliaires, si besoin
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 de la force complexe à la sortie bloquée d'un élément élastique au déplacement complexe à l'entrée,
pendant une vibration sinusoïdale
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 et d'autres conditions. Aux basses
2,1
fréquences, k est uniquement déterminé par les forces élastiques et dissipatives et k = k (k exprime le rapport de la
2,1 2,1 1,1 1,1
force et du déplacement à l’entrée).
NOTE 3 Aux fréquences plus élevées, les forces d'inertie dans l'élément élastique jouent aussi un rôle et k ≠ k .
2,1 1,1
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 k
2,1 2,1 2,1
dans la bande des basses fréquences, où les forces d'inertie dans l'élément sont négligeables
3.7
raideur dynamique de transfert moyennée en fréquence
k
av
valeur moyenne de la raideur dynamique en fonction de la fréquence sur une bande de fréquence ∆f (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 normale aux brides d’un élément élastique
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ISO 10846-3:2002(F)
3.10
translation transversale
vibration en translation dans une direction perpendiculaire à celle de la translation normale
3.11
linéarité
propriété du comportement dynamique d'un élément élastique, 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
1
sortie y (t) et que, au cours d'un essai séparé, une grandeur d'entrée x (t) produit une grandeur de sortie y (t), il y a
1 2 2
superposition si la grandeur d'entrée [a⋅ x (t) + b⋅ x (t)] produit la grandeur de sortie [a⋅ y (t) + b⋅ y (t)]. Ceci doit être vrai quelles
1 2 1 2
que soient les valeurs de a, b et de x (t) et x (t), a et b étant des constantes arbitraires.
1 2
NOTE 2 Dans la pratique, le test de linéarité ci-dessus est irréalisable et le mesurage de la raideur dynamique de transfert
pour une certaine plage de niveaux d'entrée assure un contrôle limité de la linéarité. En fait, cette procédure vérifie s'il y a
proportionnalité entre la réponse et l'excitation (voir 7.6).
3.12
méthode directe
méthode dans laquelle on mesure le déplacement, la vitesse ou l'accélération à l'entrée et la force de blocage à la
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» permet d’inclure des charges d’impédance connue quelconque autre qu’une
impédance de type masse. Cependant, la présente partie de l’ISO 10846 ne couvre pas de telles méthodes.
3.14
transmissibilité
T
rapport u /u des déplacements complexes u à la sortie et u à l’entrée de l’éprouvette pendant une vibration
2 1 2 1
sinusoïdale
NOTE Pour les vitesses v et les accélérations a, les transmissibilités sont définies de façon similaire et ont les même
valeurs.
3.15
niveau de force
L
F
niveau calculé selon la formule suivante
2
F
L = 10lg dB
F
2
F
0
2
où F est le carré de la force moyenne dans une bande de fréquences spécifique et F = 1 mN est la force de
0
référence
3.16
niveau d'accélération
L
a
niveau calculé selon la formule suivante
2
a
L = 10lg dB
a
2
a
0
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ISO 10846-3:2002(F)
2 −6 2
où a est le carré de l’accélération moyenne dans une bande de fréquences spécifique et a = 10 m/s est
0
l'accélération de référence
3.17
niveau de raideur dynamique de transfert
L
k
2,1
niveau calculé selon la formule suivante
2
k
2,1
= 10 lg  dB
L
k
2,1
2
k
0
2
où k est le carré de l'amplitude de la raideur dynamique de transfert (voir 3.5) à une fréquence spécifiée et
2,1
−1
k = 1 N⋅m est la raideur de référence
0
3.18
niveau de raideur dynamique de transfert moyenné en fréquence
L
k
av
niveau calculé selon la formule suivante
2
k
av
= 10 lg dB dB
L
k
av
2
k
0
−1
où k est défini en 3.7 et où k est la raideur de référence (= 1 N⋅m )
av 0
3.19
transmission latérale
ensemble des forces et accélérations en sortie provoquées par l’excitateur de vibration à l’entrée mais transmises
par des chemins de transmission autres que l’éprouvette
4 Principe
Le principe de mesurage de la méthode indirecte est discuté dans l'ISO 10846-1.
Le principe de base est le suivant: la force de blocage en sortie est déduite des mesurages d'accélération sur un
corps de masse compact m , qui fournit une réduction suffisante des vibrations à la sortie de l'éprouvette. Cette
2
masse de blocage doit être découplée de façon dynamique des autres parties du dispositif d'essai pour éviter la
transmission latérale.
Pour une vibration sinusoïdale et en utilisant la notation complexe, la relation entre la raideur dynamique de
transfert (voir 3.5) de l'éprouvette et la transmissibilité mesurée des vibrations (voir 3.14) est donnée par
2
kF=≈/2u− πf m+mT pour ()( )
2,1 2,b 1 2 f
où
m est la masse de la bride de sortie de l’éprouvette;
f
les indices «1» et «2» désignent respectivement l’entrée et la sortie.
Pour que la détermination indirecte d’une force de blocage selon la partie droite de l’équation (1) soit valide, il faut
que la force de blocage détermine à elle seule la vibration correspondante mesurée à la masse de blocage. Ainsi,
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en principe, la vibration à mesurer correspond au centre de la masse du corps compact, composé de la masse de
blocage et de la bride de sortie de l’éprouvette, et dans la direction de la force souhaitée.
5 Exigences pour l’appareillage
5.1 Translations normales
5.1.1 Vue d’ensemble
Les Figures 2 à 4 proposent une représentation schématique des dispositifs d’essai pour les supports élastiques,
exposés à des vibrations en translation dans la direction normale de la charge. L’éprouvette doit être assemblée de
manière à être représentative de son usage pratique.
NOTE La série d’exemple n’est en rien exhaustive et ne vise pas à poser une limite au principe des dispositifs d’essai.
Pour être approprié aux mesurages conformément à la présente partie de l'ISO 10846, le banc d'essai doit
comporter les éléments décrits de 5.1.2 à 5.1.6.
5.1.2 Masse de blocage
Une masse est connectée à la sortie de l’éprouvette. Une fonction de cette masse est de bloquer la sortie. La force
de blocage est déterminée en mesurant l’accélération de la masse. Une autre fonction est de transmettre une
vibration uniforme à la bride de sortie de l’éprouvette.
5.1.3 Système statique de précharge
Les mesurages doivent être effectués avec l’éprouvette soumise à une précharge représentative et spécifiée. Des
exemples de méthodes d’application d’une précharge statique sont les suivants.
a) Utilisation d’un actionneur hydraulique, servant également d'excitateur de vibrations. Cet élément est monté
avec l’éprouvette et la masse de blocage dans une structure de charge, en sortie de l'éprouvette. La masse de
blocage est maintenue par des isolateurs de vibrations auxiliaires pour découpler la masse de la structure de
la charge. La raideur dynamique totale à basse fréquence de ces isolateurs auxiliaires est du même ordre de
grandeur que celle de l'éprouvette.
b) Utilisation d’une structure qui ne fournit que la précharge statique, voir Figures 2 et 3. Dans ce cas, des
isolateurs de vibrations auxiliaires doivent également être montés à l'entrée de l'éprouvette pour la découpler
de la structure.
c) Utilisation d’une charge de gravité utilisant une masse de charge montée sur l'éprouvette (avec ou sans
structure de soutien, voir Figure 4).
5.1.4 Systèmes de mesurage de l'accélération
Les accéléromètres doivent être montés à l’entrée et à la sortie de l’éprouvette, ainsi qu’à la base du support de la
masse de blocage. Lorsque le milieu n'est pas accessible, un mesurage indirect des accélérations doit être
effectué sur l'axe de symétrie en additionnant les signaux appropriés, par exemple en faisant la moyenne linéaire
des relevés de deux accéléromètres positionnés de façon symétrique.
Sous réserve que leur bande de fréquences soit appropriée, les capteurs de déplacement ou de vitesse peuvent
être employés à la place des accéléromètres [voir Figures 2b) et 4].
6 © ISO 2002 – Tous droits réservés

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ISO 10846-3:2002(F)

Légende
1 Excitateur 5 Éprouvette
2 Barre transversale 6 Masse de blocage
3 Tige de connexion 7 Support rigide
4 Ressorts de découplage dynamique, précharge statique
a) Vue d’ensemble

Légende
4 Mesurage de l'accélération (a )
1 Précharge statique
1
2 Barre transversale 5 Masse d’excitation
3 Excitation dynamique 6 Éprouvette
b) Côté entrée (détails)
Figure 2 — Exemple 1 de banc d'essai de laboratoire pour le mesurage de la raideur dynamique
de transfert en translation normale (suite)
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ISO 10846-3:2002(F)

Légende
4 Mesurage de l'accélération (a )
1 Éprouvette
3
2 Masse de blocage (m ) 5 Support rigide
1
3 Mesurage de l'accélération (a )
2
c) Côté sortie (détails)
Figure 2 — Exemple 1 de banc d'essai de laboratoire pour le mesurage de la raideur dynamique
de transfert en translation normale

Légende
1 Masse d’excitation 6 Mesurage de l'accélération (a )
3
2 Éprouvette
7 Mesurage de l'accélération (a )
2
3 Masse de blocage
8 Excitation dynamique
4 Base rigide
9 Mesurage de l'accélération (a )
1
5 Sangles de découplement dynamiques
Figure 3 — Exemple 2 de banc d'essai de laboratoire pour le mesurage de la raideur dynamique
de transfert en translation normale
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ISO 10846-3:2002(F)

Légende
1 Mesurage de l'accélération (a )
2
2 Masse de blocage
3 Éprouvette
4 Masse d’excitation
5 Mesurage de l'accélération (a )
1
6 Excitateur de vibrations
NOTE La charge de gravité due à la masse de blocage sert de précharge statique à l'éprouvette.
Figure 4 — Exemple 3 de banc d'essai de laboratoire pour le mesurage de la raideur dynamique
de transfert pour des translations normales
5.1.5 Système d'excitation dynamique
Le système d’excitation dynamique doit être approprié à la fréquence d’intérêt.
Tout type d’excitateur est autorisé, par exemple:
a) un actionneur hydraulique pouvant également fournir une précharge statique,
b) un ou plusieurs excitateurs de vibrations électrodynamiques (vibreurs) avec tige de connexion, et
c) un ou plusieurs excitateurs piézo-électriques.
Des isolateurs de vibration peuvent être utilisés pour le découplage dynamique des excitateurs dans le but de
réduire la transmission latérale par la structure pour appliquer une précharge statique. Cependant, dans les bancs
équipés d'un actionneur hydraulique, pour les charges statiques et dynamiques, un tel découplage est
généralement évité en raison de son effet défavorable sur les mesurages en basse fréquence.
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ISO 10846-3:2002(F)
5.1.6 Masse d’excitation à l’entrée
La masse d’excitation à l’entrée de l’éprouvette remplit l’une des deux fonctions suivantes, ou les deux:
a) elle engendre une vibration uniforme sur la bride d’entrée sous l’effet de forces dynamiques;
b) elle induit une vibration unidirectionnelle dans la bride d’entrée.
Si l’éprouvette contient une bride d’entrée solide de type masse, qui peut assurer les fonctions citées ci-dessus, la
masse d’excitation spéciale peut être omise.
NOTE Théoriquement, les mesurages de la raideur dynamique de transfert pour des translations normales selon la
présente partie de l’ISO 10846 né
...