1、 ISO 2008 Vibrations mcaniques Mesurage des vibrations bord des navires Partie 2: Mesurage des vibrations structurelles Mechanical vibration Measurement of vibration on ships Part 2: Measurement of structural vibration NORME INTERNATIONALE ISO 20283-2 Premire dition 2008-11-01 Numro de rfrence ISO 2
2、0283-2:2008(F) ISO 20283-2:2008(F)ii ISO 2008 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2008 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcan
3、ique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 2
4、2 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2014 Publi en Suisse ISO 20283-2:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv Introduction v 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4
5、 Conditions de mesurage et manuvres . 2 5 Positions de mesurage 3 6 Acquisition, traitement et enregistrement des signaux 4 7 Rapport dessai . 4 Annexe A (informative) tendue typique des positions de mesurage des vibrations densemble du navire . 6 Annexe B (informative) Mode opratoire pour les mesur
6、ages facultatifs des impulsions de pression de lhlice 9 Annexe C (informative) Exemples de prsentation des rsultats de mesurage des vibrations densemble .11 Annexe D (informative) Vibrations structurelles locales .15 Bibliographie .16 ISO 20283-2:2008(F) Avant-propos LISO (Organisation international
7、e de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet
8、. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour la
9、borer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction
10、donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www. iso.org/directives). Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identi
11、fi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuelle ou autres droits analogues identifis lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntroduction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir w
12、ww.iso.org/brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour information, par souci de commodit, lintention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement. Pour une explication de la signification des termes et expressions spcifiques
13、 de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos Informations supplmentaires. LISO 20283-2 a t labore par le comit technique ISO/TC 108, Vibr
14、ations et chocs mcaniques, et leur surveillance, sous-comit SC 2, Mesure et valuation des vibrations et chocs mcaniques intressant les machines, les vhicules et les structures. La prsente partie de lISO 20283 annule et remplace les normes ISO 4867:1984 et ISO 4868:1984, qui ont fait lobjet dune rvis
15、ion technique. LISO 20283 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Vibrations mcaniques Mesurage des vibrations bord des navires: Partie 2: Mesurage des vibrations structurelles Partie 3: Mesurage des vibrations des quipements de bord avant leur installation Les parties suivantes
16、 sont en prparation: Partie 1: Lignes directrices gnrales Partie 4: Mesurage et valuation des vibrations des machines de propulsion des naviresiv ISO 2008 Tous droits rservs ISO 20283-2:2008(F) Introduction Dans un navire, les vibrations sont gnres par les machines, lhlice et la mer. Le comportement
17、 vibratoire de la structure du navire en diffrents endroits est fonction des forces dynamiques et des frquences propres. Les forces dynamiques varient en fonction de la charge du moteur, de la vitesse et du tirant deau du navire. Les frquences propres varient en fonction des conditions de chargement
18、 et du tirant deau du navire. Les vibrations structurelles densemble dun navire dpendent fortement de ces paramtres. Cette partie de lISO 20283 donne des conseils sur la faon dobtenir une vue densemble du comportement vibratoire du navire par la mise en place de lignes directrices pour le mesurage d
19、es frquences propres et du comportement vibratoire des emplacements slectionns dans une condition de chargement donn du navire. De telles donnes sont ncessaires pour dcrire uniformment les caractristiques vibratoires des coques de navires et lexcitation correspondante induite par le systme de propul
20、sion. Elles fourniront une base visant amliorer lingnierie des vibrations, notamment par une comparaison systmatique avec les prvisions thoriques, avec dautres navires et avec des niveaux de rfrence de vibrations. Lincorporation de la prsente partie de lISO 20283 dans les spcifications de constructi
21、on ou dans le contrat entre lacheteur et le constructeur ne requiert pas ncessairement la ralisation des mesurages et des valuations de la manire dcrite dans la prsente partie de lISO 20283. ISO 2008 Tous droits rservs v Vibrations mcaniques Mesurage des vibrations bord des navires Partie 2: Mesurag
22、e des vibrations structurelles 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 20283 donne des lignes directrices et spcifie des exigences et des modes opratoires pour le mesurage, lvaluation et la prsentation des vibrations structurelles des navires lorsque lexcitation est exerce par le systme de
23、propulsion. Les vibrations structurelles peuvent tre des vibrations densemble ou locales. Le prsent document traite essentiellement des vibrations densemble. Les vibrations locales des structures de pont du point de vue de lhabitabilit sont traites dans lISO 6954. Lapparition de vibrations locales c
24、onduisant un endommagement par fatigue est rare et fortement lie une configuration locale spcifique. Par consquent, aucune ligne directrice gnrale pour le mesurage de vibrations de ce type nest fournie dans le domaine dapplication de lISO 20283 (toutes les parties). titre de rfrence, des information
25、s de base concernant la conception des structures en matire de vibrations structurelles locales sont donnes en Annexe D. La prsente partie de lISO 20283 ne prend pas en compte les phnomnes vibratoires transitoires du navire, par exemple ceux pour lesquels lexcitation est exerce par le tossage. Mme s
26、i les vibrations de torsion de larbre ou du vilebrequin peuvent dans certains cas provoquer des vibrations structurelles, elles ne sont pas prises en compte dans la prsente norme. cet gard, il peut tre fait rfrence aux rgles de classification correspondantes et lISO 20283-4. 2 Rfrences normatives Le
27、s documents ci-aprs, dans leur intgralit ou non, sont des rfrences normatives indispensables lapplication du prsent document Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). IS
28、O 2041, 1) Vibrations et chocs mcaniques, et leur surveillance Vocabulaire 3 T ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 2041 et ci-aprs sappliquent. 3.1 vibrations structurelles densemble dformes modales impliquant des parties structurelles p
29、rincipales du navire Note 1 larticle: Les parties principales dun navire sont: la poutre-navire, la superstructure et la structure arrire. 1) publier (rvision de lISO 2041:1990). NORME INTERNATIONALE ISO 20283-2:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs 1 ISO 20283-2:2008(F) 3.2 vibrations structurelles l
30、ocales dformes modales limites une partie structurelle du navire Note 1 larticle: Les parties locales dun navire incluent: des parties de la superstructure, le mt, les cloisons de citernes, les porques, les raidisseurs et les tleries. 3.3 route libre tat atteint lorsque le navire se dplace vitesse c
31、onstante en ligne droite avec une variation de cap maximale de 2 et sans variation du rgime moteur 3.4 poutre-navire structure principale de la coque contribuant la rigidit en flexion de la coque et dont le comportement statique et dynamique approch est celui dune poutre avec un encastrement libre-l
32、ibre charge de faon non uniforme Note 1 larticle: La structure principale de la coque comprend: le bord, les raidisseurs et lments rsistants longitudinaux continus ainsi que les ponts rsistants continus. 3.5 dforme modale oprationnelle modle vibratoire qui reflte la rponse dynamique de la structure
33、de la coque une excitation vibratoire (rponse force) 4 Conditions de mesurage et manuvres Il est recommand deffectuer un ensemble de mesurages sur le premier navire dune srie (le cas chant) pour vrifier quil nest pas affect par des vibrations densemble. Ces mesurages sont effectus titre dinformation
34、 et incluent une comparaison avec les rsultats des prvisions thoriques. Ils nont pas pour but de confirmer la conformit avec des valeurs limites de niveaux de vibrations. Nanmoins, il convient que lvaluation des mesurages inclue une comparaison avec les rsultats des prvisions thoriques et avec les r
35、sultats des mesurages obtenus pour dautres navires. La profondeur deau doit tre suprieure 5 fois le tirant deau du navire. Si le navire est destin naviguer en eaux peu profondes, la profondeur dessai doit tre choisie en consquence. Ltat de la mer doit tre infrieur 3. Si ltat de la mer est suprieur 3
36、, il doit tre not dans le rapport de mesurage et il convient que ce dernier contienne aussi une section dcrivant lanalyse de signal applique aux donnes de mesurage filtres laide dun filtre passe-haut ( 2 Hz). Le navire doit tre charg de telle sorte que, au minimum, lhlice soit entirement immerge. Il
37、 convient que cette condition de chargement (condition dessai) pendant lessai en mer du navire soit, de prfrence, un tat dexploitation normal (condition lest ou charg). Il convient de prendre en compte le fait que, pour les navires dont les dplacements peuvent fortement varier, les caractristiques d
38、e vibration densemble peuvent changer de faon importante. Si des rsultats dtudes thoriques sont disponibles, des tendances peuvent en tre dduites. Sil est ncessaire deffectuer des mesurages dans des situations de service oprationnel du navire pour effectuer des diagnostics supplmentaires, il convien
39、dra dappliquer par analogie les modes opratoires des prsentes lignes directives. Dans de tels cas, il convient de mettre en place galement des capteurs de mesurage lavant dans les directions transversale et verticale afin de mieux dtecter le changement des frquences propres des modes de vibrations d
40、ensemble de la coque induit par des variations de ltat de chargement. Pour la dtermination des dformes modales oprationnelles principales ainsi que des frquences et des modes de vibration propres, les mesurages doivent tre effectus au cours de trajets en route libre 2 ISO 2008 Tous droits rservs ISO
41、 20283-2:2008(F) dans une plage de vitesse correspondant 30 % 100 % environ de la puissance nominale continue maximale. La squence suivante est recommande. a) Hlices pas fixe: effectuer les mesurages des paliers distincts de vitesse de rotation constante en augmentant de 2 % environ la vitesse de ro
42、tation maximale continue de larbre dhlice entre chaque palier. En variante, si lon applique une technique de suivi dordres pour lacquisition et lanalyse des donnes, il est possible daugmenter lentement et de faon continue la vitesse de rotation de larbre dhlice (vitesse de larbre de propulsion) sur
43、une priode dau moins 45 minutes. Au voisinage de ltat de rsonnance, il convient dutiliser une variation de la vitesse de rotation encore plus faible ou des paliers plus rapprochs pour obtenir des conditions quasi-stationnaires presque continues. b) Hlices pas variable: courbe combinatoire standard d
44、u navire pour des incrments de vitesse de rotation et de pas conduisant 20 jeux de mesurages au moins sur toute la plage de vitesse oprationnelle du navire. Si ce mode opratoire ne permet pas didentifier des rsonances, il faut maintenir un pas constant 80 % environ et faire varier la vitesse de rota
45、tion de faon couvrir toute la plage de frquence intressante de manire adquate. chaque palier, il convient denregistrer les donnes pendant au moins 60 secondes. Si les conditions de fonctionnement quasi-continu nont pas t obtenues au cours des essais de monte en rgime, les paramtres suivants de vites
46、se de rotation et de pas doivent tre mesurs des vitesses de rotation constante distinctes sur une dure suprieure 3 minutes: rglage nominal de vitesse de rotation et de pas; rglage de la vitesse de rotation et du pas pour laquelle la rponse maximale au niveau du pont de la passerelle de navigation es
47、t obtenue et qui est excite par lordre dexcitation dominant de lhlice; rglage de la vitesse de rotation et du pas pour laquelle la rponse maximale au niveau du pont de la passerelle de navigation est obtenue et qui est excite par lordre dexcitation dominant du moteur principal. Pour pouvoir dterminer les niveaux de vibration densemble dans les navires plusieurs lignes darbres, il convient que la vitesse de rotation soit la mme, ou quasiment la mme, pour tous les arbres. 5 Positions de mesurage Laccent est mis sur la dtermination des dfo
