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Numerical assessment of fore-and-aft suspension performance to reduce whole-body vibration of wheel loader drivers.
(Développement d'un modèle numérique pour évaluer les performances vibratoires d'une suspension avant-arrière d'un siège de chargeuse).
Article
Publié dans : Journal of Sound and Vibration, Royaume-Uni, vol. 298, n° 3, 2006, pp. 672-687, ill., bibliogr. (En anglais)
Lors de la conduite d'engins de chantiers, les conducteurs sont exposés à des vibrations suivant la direction avant-arrière. Les fabricants de sièges équipent certains de leurs sièges de suspensions avant-arrière mais peu d'études portent sur l'estimation de leur efficacité à réduire les vibrations. Ce travail propose une méthode numérique d'aide à la conception de suspensions avant-arrière destinées à des sièges de chargeuses. Des mesures de vibrations sur une chargeuse en carrière ont permis d'évaluer la nature des vibrations existantes en situation de travail. Des signaux d'essais caractéristiques ont été enregistrés et reproduits sur un banc vibratoire en laboratoire. Un cahier des charges mécaniques est défini pour la suspension. En vue d'évaluer la capacité de la suspension à réduire les vibrations, un modèle de comportement vibratoire d'homme assis est développé et couplé à un modèle de siège. Le modèle de siège est un assemblage des composants mécaniques de la suspension. Un modèle linéaire à deux degrés de liberté est validé pour décrire le comportement vibratoire du conducteur. Les paramètres de ce modèle sont identifiés par comparaison à des résultats de masse apparente mesurés sur des sujets assis. Plusieurs extensions du modèle sont proposées pour prendre en compte la posture du conducteur en intégrant la position de ses mains, celle de ses pieds et la position relative de son dos par rapport au dossier du siège. Les caractéristiques de la suspension sont optimisés en calculant la réponse du système homme/siège à un signal sinusoïdal. Quatre critères incluant la transmissibilité, les efforts d'interaction dos/dossier et le déplacement relatif de la suspension sont calculés. Une nouvelle suspension avec des caractéristiques optimisées est proposée. Son efficacité est vérifiée en calculant la réponse du système conducteur/siège à un signal vibratoire mesuré sur une chargeuse en conditions réelles de travail. Sur la base de l'évaluation du facteur S.E.A.T., il est démontré qu'il est ainsi possible de concevoir une suspension capable d'atténuer deux fois plus les vibrations avant-arrière qu'une suspension actuelle.
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