Q : Quels types d’applications impliquent un contrôle à plusieurs degrés de liberté et pourquoi ?
Dr Shawn You : L’objectif ultime est de simuler des conditions de fonctionnement réelles et de caractériser les performances de l’échantillon dans un environnement de laboratoire contrôlé. Les essais à degrés de liberté (DDL) multiples sont utilisés dans de nombreuses industries, généralement pour caractériser des composants ou des structures de grande taille ou complexes. Les exemples incluent les tables vibrantes standard et personnalisées (simulateurs sismiques), les tables de simulation multiaxiale utilisées pour tester les composants des véhicules terrestres, les bancs d’essai de structure civile pour les essais de composants de bâtiments et de ponts, les essais de pales d’hélicoptère dans l’aérospatiale et les essais de bogies dans le rail.
Q : Quels défis ce type d’essai présente-t-il ?
Dr You :La partie la plus importante de ces essais est de contrôler la force, le mouvement ou l’accélération dans un système de coordonnées global. Cela implique la transformation des systèmes de coordonnées individuels des vérins en système de coordonnées global du système d’essai. Lorsque vous parlez de très gros échantillons et de très grandes déformations, les mathématiques impliquées dans ces calculs sont très complexes.
Q : Comment MTS aide-t-elle ses clients à relever ce défi ?
Dr You :Nous avons développé un outil appelé logiciel de contrôle DDL, qui établit un système de coordonnées pour orchestrer un nombre quelconque de vérins de charge dans jusqu’à six degrés de liberté. Le concept derrière l’outil est simple. Si vous pensez à un banc d’essai à deux degrés de liberté, chaque vérin individuel fera en sorte que l’échantillon suive une trajectoire en arc de cercle. Notre logiciel comprend les relations entre les deux trajectoires en arc de cercle, de sorte qu’il peut fournir le contrôle nécessaire pour produire un mouvement vertical et latéral pur. Et il le fait pour n’importe quel nombre de vérins. Il peut également fonctionner selon un mode de commande mixte, par exemple en contrôlant l’effort dans le plan vertical et le déplacement dans le plan latéral.
Q : Quels avantages les clients peuvent-ils réaliser lorsqu’ils utilisent le logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Le plus grand avantage est d’obtenir des résultats plus précis que vous ne l’obtiendrez autrement, en raison de la coordination précise de plusieurs vérins. Le logiciel de contrôle DDL est également facile à configurer pour les ingénieurs d’essai. Il s’agit d’entrer les coordonnées et quelques autres variables, et l’opération est prête à démarrer. De plus, le logiciel aide les équipes d’essai à faire face à des situations très complexes, comme un système sur-contraint.
Q : Pouvez-vous expliquer comment le logiciel de contrôle DDL gère un système sur-contraint ?
Dr You :Théoriquement, vous pouvez contrôler n’importe quel point du système de coordonnées jusqu’à six degrés de liberté avec un nombre de vérins égal ou supérieur au nombre de degrés de liberté. Cependant, il arrive souvent que la taille de l’échantillon ou la nature de l’application obligent les équipes d’essai à utiliser, par exemple, 30 vérins. Lorsque vous avez plus de vérins que de degrés de liberté, les vérins peuvent se mettre en conflit. Notre logiciel équilibre automatiquement les mouvements des vérins supplémentaires afin qu’ils fonctionnent en parfaite coordination, au lieu de travailler les uns contre les autres. Nous traitons la compensation de couplage croisé de la même manière. Essayer de contrôler des systèmes sur-contraints ou effectuer une compensation de couplage avec les techniques précédentes impliquerait beaucoup plus de travail.
Q : Quelle est l’alternative à l’utilisation du logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Les ingénieurs d’essai doivent explicitement écrire des équations pour chaque transformation. Cela peut fonctionner pour les petites déformations, mais pour les grandes déformations, ce n’est pas précis. Certaines équipes d’essai avec lesquelles nous avons collaboré ont développé leur propre logiciel pour y parvenir, mais cela prend beaucoup de temps et d’efforts. D’autres équipes ont réalisé que sans la possibilité d’orchestrer les vérins avec précision, elles ne pouvaient pas exécuter l’essai dont elles avaient besoin. Avec le logiciel de contrôle DDL, les équations sont formées automatiquement et les calculs sont prédéfinis. Tout ce que l’équipe d’essai a à faire est de fournir les coordonnées de la géométrie de l’échantillon dans un modèle.
Q : Quelles sont les origines du logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Tout a commencé avec des tables vibrantes testant des composants automobiles, qui utilisent de nombreux vérins travaillant de concert pour déplacer la table dans un système de coordonnées global. MTS a développé la première table vibrante utilisant cette méthode de contrôle particulière. Ensuite, nous avons réalisé que le logiciel était extrêmement utile pour de nombreuses autres applications d’essai, et nous l’avons donc mis à disposition sous forme de package séparé.
Q : Chaque instance du logiciel de contrôle DDL est-elle liée à un banc d’essai personnalisé spécifique ?
Dr You :De manière générale, oui. Ce sont des systèmes d’essai personnalisés. Mais nous avons intégré la flexibilité dans la solution, car le modèle d’échantillon, qui pilote les calculs de transformation, peut être modifié relativement facilement. Par exemple, dans une application structurelle civile, vous aurez peut-être besoin d’une nouvelle configuration de vérins pour accueillir un échantillon de taille différente, ou un échantillon dans une orientation différente. Notre équipe peut aider les clients à adapter le modèle à ces besoins, afin qu’ils puissent utiliser leur banc d’essai et leur logiciel personnalisés pour plusieurs applications. Nous avons mis en œuvre le logiciel de contrôle DDL dans des centaines de systèmes et nous avons des décennies d’expérience dans la résolution de ce type de problèmes pour des clients issus de nombreux secteurs.
Dr Shawn You : L’objectif ultime est de simuler des conditions de fonctionnement réelles et de caractériser les performances de l’échantillon dans un environnement de laboratoire contrôlé. Les essais à degrés de liberté (DDL) multiples sont utilisés dans de nombreuses industries, généralement pour caractériser des composants ou des structures de grande taille ou complexes. Les exemples incluent les tables vibrantes standard et personnalisées (simulateurs sismiques), les tables de simulation multiaxiale utilisées pour tester les composants des véhicules terrestres, les bancs d’essai de structure civile pour les essais de composants de bâtiments et de ponts, les essais de pales d’hélicoptère dans l’aérospatiale et les essais de bogies dans le rail.
Q : Quels défis ce type d’essai présente-t-il ?
Dr You :La partie la plus importante de ces essais est de contrôler la force, le mouvement ou l’accélération dans un système de coordonnées global. Cela implique la transformation des systèmes de coordonnées individuels des vérins en système de coordonnées global du système d’essai. Lorsque vous parlez de très gros échantillons et de très grandes déformations, les mathématiques impliquées dans ces calculs sont très complexes.
Q : Comment MTS aide-t-elle ses clients à relever ce défi ?
Dr You :Nous avons développé un outil appelé logiciel de contrôle DDL, qui établit un système de coordonnées pour orchestrer un nombre quelconque de vérins de charge dans jusqu’à six degrés de liberté. Le concept derrière l’outil est simple. Si vous pensez à un banc d’essai à deux degrés de liberté, chaque vérin individuel fera en sorte que l’échantillon suive une trajectoire en arc de cercle. Notre logiciel comprend les relations entre les deux trajectoires en arc de cercle, de sorte qu’il peut fournir le contrôle nécessaire pour produire un mouvement vertical et latéral pur. Et il le fait pour n’importe quel nombre de vérins. Il peut également fonctionner selon un mode de commande mixte, par exemple en contrôlant l’effort dans le plan vertical et le déplacement dans le plan latéral.
Q : Quels avantages les clients peuvent-ils réaliser lorsqu’ils utilisent le logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Le plus grand avantage est d’obtenir des résultats plus précis que vous ne l’obtiendrez autrement, en raison de la coordination précise de plusieurs vérins. Le logiciel de contrôle DDL est également facile à configurer pour les ingénieurs d’essai. Il s’agit d’entrer les coordonnées et quelques autres variables, et l’opération est prête à démarrer. De plus, le logiciel aide les équipes d’essai à faire face à des situations très complexes, comme un système sur-contraint.
Q : Pouvez-vous expliquer comment le logiciel de contrôle DDL gère un système sur-contraint ?
Dr You :Théoriquement, vous pouvez contrôler n’importe quel point du système de coordonnées jusqu’à six degrés de liberté avec un nombre de vérins égal ou supérieur au nombre de degrés de liberté. Cependant, il arrive souvent que la taille de l’échantillon ou la nature de l’application obligent les équipes d’essai à utiliser, par exemple, 30 vérins. Lorsque vous avez plus de vérins que de degrés de liberté, les vérins peuvent se mettre en conflit. Notre logiciel équilibre automatiquement les mouvements des vérins supplémentaires afin qu’ils fonctionnent en parfaite coordination, au lieu de travailler les uns contre les autres. Nous traitons la compensation de couplage croisé de la même manière. Essayer de contrôler des systèmes sur-contraints ou effectuer une compensation de couplage avec les techniques précédentes impliquerait beaucoup plus de travail.
Q : Quelle est l’alternative à l’utilisation du logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Les ingénieurs d’essai doivent explicitement écrire des équations pour chaque transformation. Cela peut fonctionner pour les petites déformations, mais pour les grandes déformations, ce n’est pas précis. Certaines équipes d’essai avec lesquelles nous avons collaboré ont développé leur propre logiciel pour y parvenir, mais cela prend beaucoup de temps et d’efforts. D’autres équipes ont réalisé que sans la possibilité d’orchestrer les vérins avec précision, elles ne pouvaient pas exécuter l’essai dont elles avaient besoin. Avec le logiciel de contrôle DDL, les équations sont formées automatiquement et les calculs sont prédéfinis. Tout ce que l’équipe d’essai a à faire est de fournir les coordonnées de la géométrie de l’échantillon dans un modèle.
Q : Quelles sont les origines du logiciel de contrôle DDL ?
Dr You :Tout a commencé avec des tables vibrantes testant des composants automobiles, qui utilisent de nombreux vérins travaillant de concert pour déplacer la table dans un système de coordonnées global. MTS a développé la première table vibrante utilisant cette méthode de contrôle particulière. Ensuite, nous avons réalisé que le logiciel était extrêmement utile pour de nombreuses autres applications d’essai, et nous l’avons donc mis à disposition sous forme de package séparé.
Q : Chaque instance du logiciel de contrôle DDL est-elle liée à un banc d’essai personnalisé spécifique ?
Dr You :De manière générale, oui. Ce sont des systèmes d’essai personnalisés. Mais nous avons intégré la flexibilité dans la solution, car le modèle d’échantillon, qui pilote les calculs de transformation, peut être modifié relativement facilement. Par exemple, dans une application structurelle civile, vous aurez peut-être besoin d’une nouvelle configuration de vérins pour accueillir un échantillon de taille différente, ou un échantillon dans une orientation différente. Notre équipe peut aider les clients à adapter le modèle à ces besoins, afin qu’ils puissent utiliser leur banc d’essai et leur logiciel personnalisés pour plusieurs applications. Nous avons mis en œuvre le logiciel de contrôle DDL dans des centaines de systèmes et nous avons des décennies d’expérience dans la résolution de ce type de problèmes pour des clients issus de nombreux secteurs.
