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Présentation de Bing
Description
Usage
Bing est un
logiciel de mesure initialement destiné à évaluer le matériau bois. Il permet aujourd'hui dans sa version 9 d'obtenir
les caractéristiques élastiques (module d'élasticité longitudinal,
module de cisaillement transverse) et non élastiques
(frottements internes associés à chaque fréquence de résonance) de tout matériau rigide, à partir
d'une éprouvette élancée et de géométrie régulière de section sélectionnée parmi les 7 disponibles,
dont les conditions d'appui sont maîtrisées (appuis élastiques, condition libre-libre) et soumise à des vibrations
longitudinales ou transversales.
Fonctionnalités
Voici une liste des principales fonctionnalités et nouveautés apportées :
- Des résultats rapides et fiables.
- La possibilité d'effectuer des mesures sur type de matériau massif : bois, acier, béton, composites, …
- De nouvelles sections transverses permettant de tester des échantillons de forme circulaire (pleine ou creuse), rectangulaire (pleine ou creuse), elliptique, en I ou en T.
- Une fonction de détection automatique des fréquences de résonance, réalisable en un clic de souris grâce à un algorithme optimisé.
- La saisie des caractéristiques physiques d'un échantillon simplifiée grâce à la possibilité de connecter facilement une balance et un pied à coulisse.
- Une carte d'acquisition rapide et auto-alimentée par le port USB de l'ordinateur, sur laquelle peuvent être connectés différents capteurs de vibration.
- Une interface graphique modernisée pour une ergonomie améliorée.
- De multiples réglages d'acquisition et de visualisation des signaux ainsi que des spectres fréquentiels.
- De nouvelles données et informations proposées en résultat : incertitudes sur les modules d'élasticité, valeurs d'amortissement associé à une fréquence de résonance, …
- Un faible encombrement : le système est portable.
- Deux librairies de langage fournies d'origine : français et anglais. Chacun peut traduire Bing dans la langue de son choix en éditant simplement les fichiers langage existants !
Principe de mesure : la méthode BING
La méthode BING de caractérisation mécanique s'appuie sur l'étude des vibrations d'une pièce de bois. En effet, une pièce de bois
soumise à des vibrations constitue un système mécanique fréquemment rencontré : arbre soumis au vent, impacts sur un
plancher, instrument de musique, structure en bois soumise aux mouvements du sol, etc. Le rapport du module d'élasticité à la masse
volumique du matériau, dénommé module spécifique, est homogène au carré d'une vitesse et correspond à la vitesse de propagation d'un
signal dans le matériau. Cette relation indique la liaison existant entre propriétés mécaniques et comportement vibratoire.
L'analyse spectrale des vibrations naturelles de flexion et/ou de compression permet d'identifier les fréquences propres d'une poutre
à partir de sa réponse à une excitation impulsionnelle, appliquée à une des extrémités de façon à solliciter simultanément tous les
modes propres de vibration. Le premier mode (aussi appelé mode fondamental) est identifié à une fréquence dite fondamentale, les modes de
rang plus élevés correspondent toujours à des fréquences plus élevées. Si par une analyse du signal acoustique enregistré l'on arrive
à déterminer une ou plusieurs fréquences de vibration du système on peut ainsi en déduire les propriétés mécaniques de l'échantillon testé.
Pour cela, les modèles développés par Bernoulli (modèle le plus simple) et/ou Timoshenko (modèle plus élaboré) établissent la relation
entre fréquences propres et propriétés mécaniques. Ces deux modèles reposent sur l'hypothèse d'un matériau homogène ; cela n'implique
pas de variations de masse volumique dans l'axe de l'échantillon et une bonne orientation et géométrie de celui-ci. Le modèle de Bernoulli
ne prend pas en compte le cisaillement entre les sections droites d'une poutre, en d'autres termes les sections de la poutre restent
perpendiculaires à la ligne neutre de la poutre. Le modèle de Timoshenko tient compte d'un angle de cisaillement qui reflète que les
sections droites ne restent pas perpendiculaires à la ligne neutre.
À la suite des travaux entrepris dans les années 80 au CTFT puis au Cirad, en particulier grâce aux travaux de P.A. Bordonné, un dispositif permettant l'obtention très rapide des modules d'élasticité en flexion et en compression par analyse et interprétation du spectre des vibrations naturelles d'une pièce en bois a été conçu, développé et mis en œuvre. Ce dispositif, prévu initialement pour tester des éprouvettes normalisées, peut être utilisé pour des pièces couvrant une très large gamme de sections et dimensions. Deux modes de sollicitation impulsionnelle peuvent être pratiqués :
- En flexion (sens transversal), par l'intermédiaire d'une percussion perpendiculaire à l'axe de l'échantillon.
- En compression (sens longitudinal), par l'intermédiaire d'une percussion dans l'axe de l'échantillon.
En pratique, l'élément à tester dont les caractéristiques géométriques et le poids sont connus, repose sur deux supports élastiques afin que la propagation des vibrations soit la plus libre possible lors d'une simple percussion sur une des extrémités. A l'autre extrémité, un microphone (ou tout autre capteur de mouvement) enregistre les vibrations émises et les transmet via un filtre anti-repliement (passe-bas) à une carte d'acquisition jouant le rôle d'un convertisseur analogique-numérique et qui fournit au micro-ordinateur le signal numérisé, traité par Transformée de Fourier Rapide (FFT) afin d'interpréter l'information dans le domaine fréquentiel. Le traitement mathématique des fréquences sélectionnées (calcul et régression linéaire) est effectué logiciellement à partir des caractéristiques géométriques et de la masse de l'échantillon.
Des essais comparatifs réalisés au Cirad ont montré une très bonne corrélation avec les résultats obtenus par des essais classiques de
flexion (3 et 4 points) sur des éprouvettes en bois de toutes dimensions, de toutes sortes d’essences, avec et sans défaut.
Ces résultats corroborent ceux de la littérature et montrent qu’à l’heure actuelle aucune autre technique
non destructive ne permet d’obtenir un tel résultat avec autant de simplicité de mise en oeuvre et de rapidité.
Références bibliographiques conseillées :
- Loïc Brancheriau et Henri Baillères (2002) : "Natural vibration analysis of wooden beams : a theoretical review", Wood Science and Technology, Springer - Verlag (Ed), Vol. 36, N°4, pp. 347-365.
- Loïc Brancheriau (2002). "Expertise mécanique des sciages par analyses des vibrations dans le domaine acoustique". Thèse de l'Université de la méditerranée - Aix Marseille II, École Supérieure de Mécanique de Marseille. p. 267.
Composition du dispositif
Le dispositif Bing commercialisé comporte (en option*) les éléments suivants :
- Une carte d'acquisition USB auto-alimentée modèle PicoScope 3224 du fabriquant Pico Technology.
- Un capteur (microphone, accéléromètre, laser, …).
- Un filtre passe bas (anti-repliement).
- Une copie du logiciel Bing.
* Il est possible d'acheter uniquement le logiciel et de se procurer les accessoires séparement.
[Haut de page]Historique des versions
Depuis 2007 : Améliorations régulières de Bing version 9. Validation de son fonctionnement sous Windows Seven.
2007 : Sortie de Bing version 9. Il fonctionne sous Windows 2000/XP/Vista connecté à une carte d'acquisition USB auto-alimentée modèle PicoScope 3224 du fabriquant Pico Technology.
2000 : Sortie de Bing 8.0 dont la dénomination commerciale est Bing 2000. Cette version fonctionne avec la carte d'acquisition Pico Technology modèle ADC-216 (16 bits) connectée sur port parallèle. L’option d'interfaçage avec balance et/ou pied à coulisse n’est plus disponible.
1999 : Sortie de Bing 7.0 commercialisé avec une carte d'acquisition Pico Technology ADC-212 ou ADC-216 (16 bits). Cette version fonctionne sous Windows 95 ou 98.
1998 : Sortie des versions Bing 5.0 et Bing 6.0 commercialisées avec une carte d'acquisition Pico Technology ADC-212 (12 bits) fonctionnant sous Windows 3.1 et/ou Windows 95 dans sa version 32 bits. L'interfaçage avec une balance et/ou un pied à coulisse est possible pour des mesures en grande série.
1995 à 1997 : La version d’analyse initiale (utilisée sous DOS) se dote d’une interface graphique pour une utilisation sous Windows 3.1. Des modules additionnels se greffent par la suite au système permettant une meilleure fiabilité de mesure (ex. : filtre anti-repliement). En 1997 la version pré-commerciale Bing 5.0 est finalisée, elle fonctionne sous Windows 3.1 et utilise une carte d'acquisition Pico Technology ADC200/50 (8 bits).
1989 : Première version d’analyse modale fonctionnant sous DOS.
[Haut de page]Captures d'écran
Services associés
Développement sur mesure d'applications spécifiques, formation à la demande, maintenance du système, etc. Pour davantage d'informations veuillez nous contacter.
[Haut de page]Télécharger et acheter
Téléchargement
Bing peut désormais être utilisé pendant 30 jours* sans obligation d'achat, à des fins d'évaluation. Passé ce délai toutes les fonctionnalités seront désactivées, vous devrez vous enregistrer pour pouvoir continuer à utiliser Bing. Pour obtenir une licence d'évaluation ou votre numéro d'enregistrement veuillez nous contacter.
| Version | 9.6.1 (janvier 2012) |
| Taille | 4,32 Mo |
| Compatibilité | Windows 2000/XP/Vista/Seven |
| Langues | Français, anglais |
* Utilisation durant 30 jours (pas nécessairement consécutifs) avec un nombre illimité d'exécutions chaque jour.
Tarifs
Le dispositif Bing complet (logiciel + instrumentation) est commercialisé 1600 € (environ 2.000 USD).
Le logiciel Bing seul est commercialisé 800 € (environ 1.000 USD).
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Pour davantage d'informations les tarifs et les options disponibles veuillez
nous contacter.
Pilotes
Pour utiliser Bing il vous faut obligatoirement installer les pilotes de la carte d'acquisition. Voici les dernières versions de pilotes testées et recommandées par le Cirad :
- Pour Windows 2000 : Pico Technology Software release 5.18.0
- Pour Windows XP/Vista/Seven : Pico Technology Software release 6.5.74
Les pilotes peuvent être téléchargés sur cette page, en renseignant les champs suivants :
- Étape 1 : "Please select product", choisir PicoScope 3224
- Étape 2 : "Please select software", choisir la dernière version validée par le Cirad (cf. ci-dessus)
Pour une installation optimale des pilotes veuillez vous reporter à la documentation Bing (fournie avec le logiciel).
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