Decoration-concentric waves as symboll for vibration. Image source: Pixabay.com

Piezo Accelerometer Tutorial

Que veut dire vibration?

Bases de la vibration 1

Vibration

On dit qu'un corps vibre lorsque le corps entier ou des parties de celui-ci oscillent autour d'une position d’équilibre ou de repos. (Pour le moment, nous examinons les oscillations cycliques ou périodiques).

Le nombre de cycles qui se produisent par seconde est appelé fréquence.

 

La dimension de la fréquence est le Hertz [Hz]

1 Hz est égal à 1/sec (ou 1 cycle par seconde)

 

Si le mouvement oscillant consiste en un seul composant à une fréquence unique, comme par exemple un diapason, le mouvement est appelé harmonique ou sinusoïdale.

La vibration d'une machine réelle est généralement beaucoup plus complexe et se compose de nombreux composants avec des fréquences différentes se produisant simultanément.

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Trois façons différentes de décrire la vibration sinusoïdale

Dans cette section, nous allons explorer les vibrations sinusoïdales dans plus de détails. Ils existent trois façons différentes de décrire et de quantifier les vibrations: Le déplacement, la vitesse et l’accélération.

Déplacement

La notation correcte d'un déplacement (mouvement) sinusoïdal d est:


d = D ∙ sin (ωt-φ)

D = amplitude

ω = fréquence angulaire (ou pulsation)

ω = 2π ∙ f

f = fréquence f = 1/T

φ = phase

 

On peut normalement supposer que φ = 0 alors d devient:

d = D ∙ sin ωt  

Fr_Displacement.png

La notation "sin ωt" est arbitraire, parfois "cos ωt" est utilisé en place.

 
Heinrich Hertz_fr.png

Heinrich Hertz © by Wikipedia, the free encyclopedia

Vitesse

La vitesse est un autre moyen de décrire les vibrations.

La vitesse est bien sûr aussi une fonction sinusoïdale. Elle est en avance* du déplacement avec un déphasage de π/2.

v = V ∙ sin (ωt + π2)

 

c'est identique à

 

v = V ∙ cos ωt

 

V = amplitude de la vitesse

ω = fréquence angulaire ω = 2π∙f

 f  = fréquence = 1 / T

*) On pourrait aussi dire que le déplacement est en retard sur la vitesse

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Remarque: L'échelle de l'amplitude de la vitesse a été choisie de manière à ce qu'elle soit égale à l'amplitude de déplacement

 

Accélération

Un troisième moyen enfin de décrire les vibrations est l'accélération

L'accélération est sinusoïdale mais avec un déphasage d'un demi-cycle ou π par rapport au déplacement.

 

a = A ∙ sin (ωt + 𝛑)

 

c'est identique à

a = − A ∙ sin ωt *

 

* Le signe négatif indique que, pour le mouvement harmonique, l'accélération est toujours opposée au déplacement.

Fr_Acceleration.png

Remarque: L'échelle de l'amplitude d'accélération a été choisie de manière à ce qu'elle soit égale à l'amplitude de déplacement