CFM 2019

Analyse de la non stationnarité et de la non gaussiannité des chargements vibratoires par la méthode MBD
Bruno Colin  1@  
1 : Nexter Systems
DGA
13 Route de la Minière, Centre de Satory 78022 Versailles Cedex -  France

Dans un souci permanent de réduire le coût de possession de leurs matériels d'Armement futurs, les industriels de l'Armement sont de plus en plus souvent amenés à intégrer des technologies provenant du Secteur Civil, dont les performances fonctionnelles sont alors à garantir désormais dans un environnement complexe, réputé très sévère, avec des niveaux de fiabilité accrus et pour des durées de vie en forte augmentation.

Basé sur son retour d'expérience d'intégrateur de Systèmes d'armes terrestres (véhicules et artilleries), Nexter a pour ce faire déployé depuis 2005 une méthodologie de synthèse des chargements vibratoires et chocs, axé sur l'analyse dysfonctionnelle des équipements sensibles, voire sur la dégradation de certaines performances fonctionnelles, en condition d'emploi opérationnel. De ces considérations techniques, il est alors apparu essentiel de pouvoir caractériser la non stationnarité des chargements vibratoires, inhérente aux conditions d'usage tout terrain de ses véhicules, ainsi que la non gaussiannité de ces derniers, générée par la forte occurrence des franchissements d'obstacles présents en situation réelle sur les terrains variés, mais également par les tirs d'armes principales et secondaires dont sont dotés les systèmes d'armes.

Devant la complexité de ce type de chargements mixtes (vibrations et chocs) à forts niveaux et très non stationnaires, une méthodologie de caractérisation stochastique des chargements vibratoires, dénommée « MBD : Méthode des Blocs Disjoints » a été développé par Nexter [1, 2, 3], en s'appuyant sur la notion classique des Spectres de Réponse (SR) utilisée dans le domaine de la personnalisation [4], mais que l'on vient ici probabiliser, au sens SRX-SFX [5, 6], de manière à prendre en compte la variabilité des conditions d'usage des véhicules. Basée exclusivement sur une démarche probabiliste menée dans le domaine temporel, la méthode MBD est déroulée systématiquement sur l'ensemble des situations d'emploi (Roulage et Tir), en ayant au préalable testé la non stationnarité des chargements relevés in-situ par la technique des Run Test [7], qui constitue le prérequis à l'utilisation de la méthode MBD.

Utilisée sur les programmes d'armement actuels et soutenue par la DGA, au travers de la norme AFNOR XP-50-144 [8], la méthode MBD permet de caractériser favorablement l'impact des conditions d'emploi de nos produits du secteur terrestre sur l'endommagement (par dépassement d'une contrainte seuil et par fatigue vibratoire) généré au sein des équipements embarqués, contrairement aux démarches déterministes du passé menées dans le domaine temporel ou spectral et qui par nature ne permettaient pas d'extrapoler au sens statistique ces niveaux d'endommagement au cours du temps et qui venaient gommer certains phénomènes physiques des chargements réels, par l'utilisation des techniques d'analyse spectrale sur des chargements à fortes non gaussiannité.

 


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