FR2879272A1

FR2879272A1 - Body structure vibrations damping device for motor vehicle, has rigid plates whose ends indirectly connected to structure are fixed in overlapping zones, by self-adhesive viscoelastic material band

Info

Publication number: FR2879272A1
Application number: FR0452916A
Authority: FR
Inventors: Remi Nicolas Ott; Ludovic Toupet; Oleg Danilov; Nicolas Jobert
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: FR2879272B1

Abstract

The device has an opening (20) made in an intersection zone of two branches of node points of a body structure. Rigid plates (30, 40) present ends (35, 45) fixed to the structure and other ends (36, 46) indirectly connected to the structure, where the ends (36, 46) project into the opening. The parts (36, 46) are fixed to each other in their overlapping zones, by a self-adhesive viscoelastic material band (80). An independent claim is also included for a method of forming a structural unit of a motor vehicle.

Description

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DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT DE VIBRATIONS D'UN ELEMENT DE STRUCTURE D'UN VEHICULE ET PROCEDE DE REALISATION D'UN ELEMENT DE STRUCTURE D'UN DEVICE FOR DAMPING VIBRATION OF A STRUCTURAL ELEMENT OF A VEHICLE AND METHOD OF MAKING A STRUCTURAL ELEMENT OF A VEHICLE

VEHICULEVEHICLE

La présente invention concerne un dispositif d'amortissement de vibrations d'un élément de structure d'un véhicule, en particulier de véhicule automobile. The present invention relates to a device for damping vibrations of a structural element of a vehicle, in particular a motor vehicle.

Le confort vibratoire est un enjeu économique majeur pour tous les constructeurs automobiles. Les vibrations dues au moteur et au contact des roues avec le sol se propagent à travers l'ossature du véhicule, c'est-à-dire les montants, les traverses, les longerons, et les noeuds d'ossature, et atteignent les passagers par un certain nombre de composants automobiles en contact ou en interface avec les passagers, comme par exemple les sièges, le volant ou le rétroviseur. Vibration comfort is a major economic issue for all car manufacturers. Engine and wheel-to-ground vibrations propagate through the vehicle frame, ie, studs, cross members, spars, and frame nodes, and reach the passengers by a number of automotive components in contact or interfacing with passengers, such as seats, steering wheel or mirror.

La notion de solide indéformable n'est qu'un concept théorique, aucun corps n'étant parfaitement rigide. Une structure mécanique, telle qu'une ossature de structure automobile, se compose toujours d'un ou plusieurs éléments dont la rigidité n'est pas infinie, associés entre eux par des liaisons qui elles aussi ont une raideur limitée. Elle présente donc une certaine flexibilité, qui se traduit mathématiquement par un champ de déformations et de contraintes qui dépendent de sa géométrie, des liaisons mécaniques, et de la nature des matériaux. Il existe de plus un couplage entre masse et flexibilité, lié à un échange entre l'énergie de déformation élastique et l'énergie cinétique, qui entraîne en dynamique un comportement oscillant semblable à celui d'un 2879272 2 système masses-ressorts. Les résonances qui en résultent, que l'on caractérise par une fréquence propre et une déformée modale, dépendent bien entendu de la répartition de masse dans la structure et de l'ensemble des paramètres mécaniques. Dans une ossature de structure automobile, comme dans une majorité d'applications, cette flexibilité est indésirable, et ses effets doivent donc être atténués. Le plus souvent, des solutions mécaniques simples suffisent à déplacer le spectre des vibrations, et à faire en sorte qu'il ne rencontre pas celui des perturbations. Une structure peut ainsi être rigidifiée par le choix de formes géométriques différentes, ou l'utilisation de matériaux plus rigides. C'est l'approche classique dite par rigidification , utilisée jusqu'à aujourd'hui pour réduire les vibrations. Elle consiste à élever les premiers modes propres de la caisse en blanc au dessus d'un certain seuil à partir duquel l'excitation devient dérisoire. Mais cette approche présente l'inconvénient d'être coûteuse en masse. Si la minimisation de la masse des structures, qui sont souvent d'allongement important, conduit naturellement à l'apparition de vibrations mécaniques de forte amplitude et à basse fréquence, l'adjonction de masse déplace le problème vers les fréquences supérieures. The notion of an indeformable solid is only a theoretical concept, no body being perfectly rigid. A mechanical structure, such as a structure of automobile structure, always consists of one or more elements whose rigidity is not infinite, associated with each other by links which themselves also have a limited stiffness. It therefore has a certain flexibility, which is mathematically translated by a field of deformations and constraints that depend on its geometry, mechanical connections, and the nature of the materials. There is moreover a coupling between mass and flexibility, linked to an exchange between the elastic deformation energy and the kinetic energy, which dynamically drives an oscillating behavior similar to that of a mass-spring system. The resulting resonances, which are characterized by a natural frequency and a modal deformation, depend, of course, on the mass distribution in the structure and on the set of mechanical parameters. In a framework of automotive structure, as in a majority of applications, this flexibility is undesirable, and its effects must be mitigated. Most often, simple mechanical solutions are enough to move the spectrum of vibrations, and to ensure that it does not meet that of disturbances. A structure can thus be stiffened by the choice of different geometric shapes, or the use of more rigid materials. This is the classic approach known as stiffening, used until today to reduce vibrations. It consists in raising the first eigen modes of the box in white above a certain threshold from which the excitement becomes derisory. But this approach has the disadvantage of being expensive in mass. If the minimization of the mass of the structures, which are often of significant elongation, leads naturally to the appearance of mechanical vibrations of high amplitude and low frequency, the addition of mass displaces the problem towards the higher frequencies.

Une autre option, moins pénalisante en masse, consiste à amortir ces vibrations par le biais d'une ou plusieurs masselotte(s) dynamiques(s) amortissante(s). Toutefois, cette option présente plusieurs inconvénients: elle augmente la masse du véhicule (de 12 à 20 kg) d'un ajout sans autre utilité que vibratoire, n'est efficace que sur un seul mode parce qu'accordée à une fréquence 2879272 3 donnée, et enfin une certaine dispersion masse/raideur peut provoquer une inefficacité du système d'amortissement. Another option, less penalizing en masse, is to dampen these vibrations through one or more damping dynamic weight (s). However, this option has several disadvantages: it increases the mass of the vehicle (from 12 to 20 kg) of an addition with no other use than vibratory, is only effective in one mode because it is tuned to a given frequency 2879272 3 , and finally a certain dispersion mass / stiffness can cause an inefficiency of the damping system.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés et dispositifs mentionnés ci-dessus, connus de l'art antérieur, en faisant usage de matériaux viscoélastiques, connus pour leur fort pouvoir amortissant, dans des dispositifs intégrés dans l'architecture globale de l'ossature de la structure automobile, lesdits dispositifs étant situés en des points choisis de ladite architecture. The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the methods and devices mentioned above, known from the prior art, by making use of viscoelastic materials, known for their high damping power, in devices integrated in the overall architecture. frame of the automotive structure, said devices being located at selected points of said architecture.

Pour atteindre ce but, le dispositif d'amortissement de vibrations selon la présente invention est situé dans la zone d'intersection des branches d'un noeud d'ossature. Ce dispositif comprend une ouverture pratiquée dans ladite zone d'intersection, et pour chaque branche une plaque rigide ayant une partie reliée rigidement à ladite structure et une partie non reliée directement à la structure et faisant saillie dans ladite ouverture, les parties faisant saillie dans l'ouverture de toutes les plaques respectives étant superposées et fixées ensemble avec intercalation entre elles d'un matériau d'amortissement dans leur zone de superposition. To achieve this goal, the vibration damping device according to the present invention is located in the intersection area of the branches of a frame node. This device comprises an opening made in the said intersection zone, and for each branch a rigid plate having a part rigidly connected to the said structure and a part not connected directly to the structure and projecting into the said opening, the parts projecting from the opening of all the respective plates being superimposed and secured together with intercalation therebetween of a damping material in their area of superposition.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les plaques rigides sont des plaques métalliques. Elles sont, de préférence, montées chacune avec leur partie principale dirigée selon l'un des axes de direction des branches du noeud d'ossature. According to a preferred embodiment of the invention, the rigid plates are metal plates. They are preferably mounted each with their main part directed along one of the direction axes of the branches of the frame node.

Pour un noeud d'ossature à deux branches, le dispositif d'amortissement de vibrations comprend une ouverture pratiquée dans la zone d'intersection des deux branches, et deux plaques rigides ayant chacune une partie d'extrémité reliée rigidement à la 2879272 4 structure et une partie d'extrémité non reliée directement à la structure et faisant saillie dans ladite ouverture, les deux parties d'extrémité faisant saillie dans l'ouverture des deux plaques respectives étant fixées l'une à l'autre par l'intercalation entre elles d'un matériau d'amortissement dans leur zone de chevauchement. For a two-branched frame node, the vibration damping device comprises an opening made in the intersection zone of the two branches, and two rigid plates each having an end portion rigidly connected to the structure and an end portion not directly connected to the structure and projecting into said opening, the two end portions protruding into the opening of the two respective plates being fixed to each other by the intercalation between them; a damping material in their overlap area.

De préférence, lorsqu'il est appliqué à un noeud d'ossature à deux branches, le dispositif d'amortissement comprend une ouverture sensiblement en forme de L , les deux branches du L étant dirigées selon l'axe de l'une et l'autre branche du noeud d'ossature. Preferably, when applied to a two-branched frame node, the damping device comprises a substantially L-shaped opening, the two branches of the L being directed along the axis of one and the other. another branch of the frame node.

Pour un noeud d'ossature à trois branches, le dispositif comprend une ouverture pratiquée dans la zone d'intersection des trois branches, trois plaques rigides ayant chacune une partie reliée rigidement à ladite structure et une partie non reliée directement à la structure et faisant saillie dans ladite ouverture, les trois parties faisant saillie dans l'ouverture des trois plaques respectives étant superposées et fixées l'une à l'autre par l'intercalation entre elles d'un matériau d'amortissement dans leur zone de superposition. For a three-branched frame node, the device comprises an opening made in the intersection zone of the three branches, three rigid plates each having a part rigidly connected to said structure and a part not connected directly to the structure and projecting in said opening, the three parts protruding into the opening of the respective three plates being superimposed and fixed to each other by the intercalation therebetween of a damping material in their superposition area.

De manière préférentielle, les trois plaques rigides sont montées avec leur partie principale disposée chacune selon l'un des trois axes du noeud d'ossature, et ladite ouverture présente sensiblement la forme d'un T , les trois branches du T étant dirigées chacune selon l'un des trois axes du noeud d'ossature. Preferably, the three rigid plates are mounted with their main part each disposed along one of the three axes of the frame node, and said opening has substantially the shape of a T, the three branches of the T being each directed one of the three axes of the frame node.

De préférence, le matériau d'amortissement est un matériau élastomère ou, plus préférablement, un matériau polymère 25 viscoélastique auto-adhésif. Preferably, the cushioning material is an elastomeric material or, more preferably, a self-adhesive viscoelastic polymeric material.

É 2879272 5 Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le matériau d'amortissement intercalé entre les parties d'extrémité des plaques rigides est fixé auxdites plaques rigides au moyen d'un collage, en particulier d'un collage de type époxy. According to a preferred embodiment of the invention, the damping material interposed between the end portions of the rigid plates is fixed to said rigid plates by means of a bonding, in particular of an epoxy-type bonding. .

Selon également un mode préféré de réalisation de l'invention le matériau d'amortissement se présente sous la forme de bandelettes disposées dans la zone de chevauchement ou de superposition des plaques. Et de manière plus préférable encore, le matériau d'amortissement intercalé entre les parties d'extrémité de deux plaques rigides est constitué de cinq bandelettes réparties, dans la zone de chevauchement ou de superposition desdites plaques, selon les angles d'un carré et au centre dudit carré. According to a preferred embodiment of the invention, the damping material is in the form of strips arranged in the area of overlap or overlap of the plates. And more preferably still, the damping material interposed between the end portions of two rigid plates consists of five distributed strips, in the area of overlap or superposition of said plates, according to the angles of a square and the center of said square.

D'autre avantages et caractéristiques de la présente invention vont maintenant être décrits de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés donnés à titre illustratif et non limitatif et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une ossature de structure automobile, afin de représenter, à titre d'exemples non limitatifs de l'application de l'invention, les noeuds d'ossature et, par conséquent, les emplacements possibles des dispositifs selon la présente invention, - la figure 2 représente schématiquement un noeud d'ossature à deux branches, - la figure 3 représente schématiquement le dispositif selon la 25 présente invention appliqué à un noeud d'ossature à deux branches, 2879272 6 - la figure 4a est une variante de réalisation du dispositif de la figure 3 appliqué à un noeud à deux branches, - la figure 4b est une vue schématique du dispositif de la figure 4a en vue de coupe selon la ligne de coupe AA de la figure 4a, - la figure 5a illustre la géométrie du dispositif au repos, - les figures 5b et 5c illustrent les formes prises par le dispositif de la figure 5a au cours de la déformation, - les figures 5d et 5e illustrent très schématiquement et en agrandissement les positions au repos (fig.5d) et déformée (fig.5e) 10 d'un détail référencé B de la figure 5b, - la figure 6 représente schématiquement le dispositif selon la présente invention appliqué à un noeud à trois branches, - la figure 7 est un graphe représentatif de la réponse vibratoire du dispositif selon l'invention. Other advantages and features of the present invention will now be described in more detail with the aid of the accompanying drawings given for illustrative and non-limiting and in which: - Figure 1 is a schematic perspective view of a frame of automobile structure, to show, as non-limiting examples of the application of the invention, the frame nodes and, therefore, the possible locations of the devices according to the present invention, - Figure 2 shows schematically Fig. 3 shows schematically the device according to the present invention applied to a two-branched frame node, Fig. 4a is an alternative embodiment of the device of Fig. 3. applied to a node with two branches, - Figure 4b is a schematic view of the device of Figure 4a in sectional view along the section line AA of Figure 4a, - FIG. 5a illustrates the geometry of the device at rest, FIGS. 5b and 5c illustrate the shapes taken by the device of FIG. 5a during the deformation, FIGS. 5d and 5e illustrate very schematically and in enlargement the positions at rest. (Fig.5d) and deformed (Fig.5e) 10 of a detail referenced B of Figure 5b, - Figure 6 schematically shows the device according to the present invention applied to a node with three branches, - Figure 7 is a representative graph of the vibratory response of the device according to the invention.

Dans le domaine modal (basses fréquences 0-250 Hz), le comportement vibratoire de la caisse d'une automobile est fortement dépendant des noeuds d'ossature de la structure. Ces noeuds représentent des points de passage obligatoire des vibrations et sont le siège, pour les modes basse fréquence, des déformations les plus importantes. In the modal domain (low frequencies 0-250 Hz), the vibratory behavior of the body of an automobile is strongly dependent on the structural nodes of the structure. These nodes represent obligatory points of passage of the vibrations and are the seat, for the low frequency modes, of the most important deformations.

On a représenté sur le dessin de la figure 1, de manière très schématique, une structure de caisse automobile, et différents noeuds d'ossature au niveau desquels la présente invention s'applique. Ainsi, la référence 1 désigne les deux noeuds d'ossature constitués par la jonction des deux pieds de volet avec la traverse 2879272 7 arrière de pavillon du véhicule automobile, la référence 2 désigne les deux noeuds d'ossature constitués par la jonction des mêmes deux pieds de volet avec le panneau arrière du véhicule automobile, la référence 3 désigne le noeud d'ossature à la jonction pieds de volet/ bas de pied avant. Les noeuds d'ossature 1, 2 et 3 sont des noeuds à deux branches. FIG. 1 schematically shows a car body structure, and various frame nodes at which the present invention applies. Thus, the reference 1 designates the two frame nodes formed by the junction of the two flap feet with the rear cross member 2879272 7 of the motor vehicle, the reference 2 designates the two framework nodes formed by the junction of the same two shutter feet with the rear panel of the motor vehicle, reference numeral 3 designates the frame node at the front flap / toe foot junction. The frame nodes 1, 2 and 3 are two-branched nodes.

On a représenté également sur le dessin de la figure 1 des emplacements de noeuds d'ossature à trois branches. Ainsi, les références 4 et 5 désignent les noeuds d'ossature à trois branches constitués par la jonction de l'un et l'autre haut de pied avec l'arc pavillon, tandis que la référence 6 désigne la jonction du bas de pied milieu avec le longeron. Also shown in the drawing of Figure 1 locations of three-branched frame nodes. Thus, the references 4 and 5 designate the three-branched frame nodes constituted by the junction of the one and the other foot with the bow flag, while the reference 6 designates the junction of the midfoot with the spar.

Sur le dessin de la figure 2, est représenté schématiquement un noeud d'ossature à deux branches selon les axes x et y, la zone référencée 10 étant la zone d'intersection des deux branches et également la zone de concentration de la plus forte quantité d'énergie de déformation. In the drawing of FIG. 2, is schematically represented a frame node with two branches along the x and y axes, the zone referenced 10 being the intersection zone of the two branches and also the concentration zone of the largest quantity. deformation energy.

Dans cette zone 10 est réalisée une ouverture 20 sur toute l'épaisseur de l'ossature, comme représenté sur le dessin de la figure 3. L'ouverture 20 présente, dans l'exemple décrit non limitatif de l'invention, une forme en L , les deux branches du L étant dirigées selon les deux branches du noeud d'ossature, selon les axes x et y. Une première plaque métallique rigide 30 présente une extrémité fixée à la structure 35 et une extrémité 36 non reliée directement à la structure et faisant saillie dans ladite ouverture 20. Une seconde plaque métallique rigide 40 présente une extrémité fixée à la structure 45 et une extrémité 46 non reliée 2879272 8 directement à la structure et faisant également saillie dans ladite ouverture 20. Les deux parties faisant saillie dans l'ouverture, à savoir les parties d'extrémité 36 et 46 des deux plaques rigides 30 et 40 respectivement sont fixées l'une à l'autre dans leur zone de chevauchement, non pas directement l'une avec l'autre mais par l'intermédiaire et au moyen d'un matériau d'amortissement 80, de géométrie morcelée sur le dessin de la figure 3. In this area 10 is made an opening 20 over the entire thickness of the framework, as shown in the drawing of Figure 3. The opening 20 has, in the non-limiting example described of the invention, a shape in L, the two branches of L being directed along the two branches of the frame node along the x and y axes. A first rigid metal plate 30 has an end fixed to the structure 35 and an end 36 not directly connected to the structure and projecting into said opening 20. A second rigid metal plate 40 has an end fixed to the structure 45 and an end 46 not connected directly to the structure and also protruding into said opening 20. The two parts protruding into the opening, namely the end portions 36 and 46 of the two rigid plates 30 and 40 respectively are fixed one to the other in their overlapping zone, not directly with each other but through and by means of a damping material 80, with a fragmented geometry in the drawing of FIG.

Le dessin des figures 4a et 4b illustre un mode de réalisation pratique de la liaison entre les deux plaques rigides dans leur zone de chevauchement. La liaison des deux plaques 30 et 40 est réalisée au moyen de 5 bandelettes rectangulaires référencées collectivement 80', dont 4 sont disposées aux quatre coins d'un carré de chevauchement des deux plaques rigides, lequel carré étant orienté selon les deux branches du noeud d'ossature. Une cinquième bandelette est placée au centre du carré. The drawing of FIGS. 4a and 4b illustrates a practical embodiment of the connection between the two rigid plates in their overlapping zone. The connection of the two plates 30 and 40 is carried out by means of 5 collectively referenced rectangular strips 80 ', 4 of which are arranged at the four corners of an overlapping square of the two rigid plates, which square being oriented along the two branches of the node d backbone. A fifth strip is placed in the center of the square.

La géométrie du matériau intermédiaire d'amortissement peut présenter de multiples formes, par exemple deux bandelettes linéaires et parallèles couvrant la largeur de la zone de chevauchement, ou une seule bandelette de forme sensiblement carrée couvrant ladite zone. The geometry of the damping intermediate material may have multiple shapes, for example two linear and parallel strips covering the width of the overlap area, or a single substantially square strip covering said area.

Les bandelettes sont en matériau élastomère, de préférence en matériau polymère viscoélastique. De tels matériaux sont connus en soi dans l'art antérieur. Ce sont des matériaux à fort pouvoir amortissant, qui dissipent l'énergie de déformation en la convertissant en énergie thermique. The strips are made of elastomeric material, preferably of viscoelastic polymer material. Such materials are known per se in the prior art. They are materials with high damping power, which dissipate the energy of deformation by converting it into thermal energy.

Les extrémités 35, respectivement 45, des plaques rigides 30, respectivement 40, sont rigidement fixées sur la structure hors et 2879272 9 au voisinage de l'ouverture 20 (fig.3) au moyen de vis, ou par soudage, de préférence par application de points de soudure ou d'un cordon de soudure, ou encore par collage. The ends 35, respectively 45, of the rigid plates 30, respectively 40, are rigidly fixed to the structure out and 2879272 9 in the vicinity of the opening 20 (FIG. 3) by means of screws, or by welding, preferably by application weld points or a weld seam, or by gluing.

La liaison entre chaque extrémité de plaque non reliée directement à la structure 36, respectivement 46, et le matériau d'amortissement intermédiaire 80 (ou 80' sur les figures 4a et 4b) s'effectue par voie naturelle lors de l'emploi d'un matériau viscoélastique auto-adhésif. Elle peut également être effectuée par application d'une colle de type époxy appropriée de part et d'autre du matériau viscoélastique, en respectant les consignes de collage propres au matériau viscoélastique utilisé, notamment la température et la durée de chauffe. The connection between each end of the plate not directly connected to the structure 36, respectively 46, and the intermediate damping material 80 (or 80 'in FIGS. 4a and 4b) is carried out naturally during the use of a self-adhesive viscoelastic material. It can also be carried out by applying a suitable epoxy-type glue on either side of the viscoelastic material, respecting the sticking instructions specific to the viscoelastic material used, in particular the temperature and the heating time.

Les figures 5a à 5e illustrent, très schématiquement, le fonctionnement du dispositif selon la présente invention, en particulier les déformations de ses composants. Au repos, les deux plaques rigides 30 et 40 présentent une forme et une position relative représentées sur le dessin de la figure 5a. Les vibrations de la structure, en provenance du moteur ou des roues, sollicitent le dispositif, en particulier les bandelettes (80, 80') de matériau viscoélastique en cisaillement de rotation, comme cela est très schématiquement représenté sur le dessin de la figure 5b (cisaillement dans un sens représenté par les flèches) et celui de la figure 5c (cisaillement dans l'autre sens représenté par les flèches). Figures 5a to 5e illustrate, very schematically, the operation of the device according to the present invention, in particular the deformations of its components. At rest, the two rigid plates 30 and 40 have a shape and a relative position shown in the drawing of Figure 5a. The vibrations of the structure, coming from the motor or the wheels, urge the device, in particular the strips (80, 80 ') of viscoelastic material in shear rotation, as is very schematically shown in the drawing of FIG. 5b ( shear in one direction represented by the arrows) and that of Figure 5c (shear in the other direction represented by the arrows).

Les plaques sont suffisamment rigides pour transmettre l'intégralité des efforts et de la déformation aux bandelettes, qui se déforment fortement en cisaillement, et dissipent par échauffement moléculaire l'énergie de déformation. La déformation d'une bandelette de matériau viscoélastique, référencée 90, est également 2879272 10 illustrée de manière très schématique sur le dessin des figures 5d (bandelette au repos) et 5e (bandelette fortement déformée en cisaillement). The plates are rigid enough to transmit all the forces and deformation to the strips, which deform strongly in shear, and dissipate the deformation energy by molecular heating. The deformation of a strip of viscoelastic material, referenced 90, is also illustrated very schematically in the drawing of FIGS. 5d (strip at rest) and 5e (strip strongly deformed in shear).

Sur le dessin de la figure 6, on a représenté une extension du dispositif selon la présente invention à un noeud d'ossature à trois branches. Les références numériques sont identiques à celles des figures précédentes en ce qui concerne les éléments communs. L'ouverture, tenant compte de la branche ajoutée symétrique, est une ouverture 100 en forme de T , chaque branche du T étant dirigée selon une des trois branches x, y et z du noeud d'ossature. In the drawing of Figure 6, there is shown an extension of the device according to the present invention to a three-branched frame node. The numerical references are identical to those of the preceding figures with regard to the common elements. The opening, taking into account the symmetrical added branch, is a T-shaped aperture 100, each branch of the T being directed along one of the three x, y and z branches of the framework node.

Aux plaques métalliques rigides 30 et 40 s'ajoute une troisième plaque métallique rigide 50 dont la partie principale s'étend dans la direction référencée z. Chaque plaque rigide 30, respectivement 40 et 50, présente une partie reliée rigidement à ladite structure 35, respectivement 45 et 55, et une partie non reliée directement à la structure 36, respectivement 46 et 56, qui fait saillie dans ladite ouverture 100, les trois parties faisant saillie dans l'ouverture 100 des trois plaques rigides étant fixées dans leur zone de chevauchement au dessus de l'ouverture, non pas directement les unes aux autres mais deux à deux et par l'intermédiaire et au moyen d'un matériau d'amortissement 80. To the rigid metal plates 30 and 40 is added a third rigid metal plate 50, the main part of which extends in the direction referenced z. Each rigid plate 30, respectively 40 and 50, has a portion rigidly connected to said structure 35, respectively 45 and 55, and a portion not connected directly to the structure 36, respectively 46 and 56, which projects into said opening 100, the three parts protruding into the aperture 100 of the three rigid plates being fixed in their overlapping area above the opening, not directly to each other but in pairs and through and by means of a material amortization 80.

Le matériau d'amortissement est celui décrit précédemment en regard de la description du dispositif destiné à un noeud d'ossature à deux branches. La liaison des plaques sur la structure, ainsi que la liaison des extrémités de plaque avec le matériau élastomère ou viscoélastique répond aux mêmes caractéristiques que celles décrites précédemment. The damping material is that described above with reference to the description of the device for a two-branched frame node. The binding of the plates on the structure, as well as the connection of the plate ends with the elastomeric or viscoelastic material, corresponds to the same characteristics as those described previously.

2879272 11 L'invention peut également s'appliquer à des noeuds d'ossature plus complexes, notamment à plus de trois branches, en ajoutant pour chaque branche additionnelle une nouvelle plaque rigide selon le principe exposé ci-dessus et en reliant les extrémités libres des plaques rigides en intercalant entre les plaques deux à deux le matériau d'amortissement. The invention can also be applied to more complex framework nodes, in particular to more than three branches, by adding for each additional branch a new rigid plate according to the principle explained above and by connecting the free ends of the rigid plates interposing between the plates two by two the damping material.

Sur le dessin de la figure 7, on a représenté un résultat de test du dispositif d'amortissement selon l'invention sous la forme d'un graphe montrant la réponse vibratoire d'une pièce de structure automobile munie du dispositif selon l'invention (courbe référencée I) et la réponse vibratoire en l'absence de dispositif d'amortissement (courbe référencée II). L'axe des abscisses figure les fréquences de vibration reçues en Hz tandis que l'axe des ordonnées figure les rapports accélération/forces d'excitation en m/s2/N de l'excitation mécanique transmise à la structure testée. In the drawing of FIG. 7, a test result of the damping device according to the invention is represented in the form of a graph showing the vibratory response of a piece of automobile structure provided with the device according to the invention ( curve referenced I) and the vibratory response in the absence of damping device (curve referenced II). The abscissa axis shows the vibration frequencies received in Hz while the ordinate axis shows the acceleration / excitation forces ratios in m / s2 / N of the mechanical excitation transmitted to the tested structure.

La structure testée est un anneau arrière de caisse automobile, d'un poids approximativement égal à 24 kg. Le noeud traité, sur lequel le dispositif selon l'invention est monté, est le noeud supérieur de l'anneau arrière. Il s'agit d'un noeud à deux branches similaire à celui des figures 2 à 5, qui comprend deux plaques métalliques, chaque plaque étant vissée à la structure d'anneau arrière par deux vis. L'ossature est soumise à une excitation par pots vibrant pour avoir une sollicitation d'entrée d'amplitude constante, la réponse vibratoire est mesurée par 9 capteurs disposés autour de l'anneau. Il s'agit d'une excitation du mode de parallélogramme (représentative d'une déformée de l'anneau arrière lors d'une déformée en torsion d'une caisse nue fermée). Le matériau d'amortissement est collé en sandwich entre deux 2879272 12 plaques métalliques rigides, et son épaisseur est supérieure à lmm. La zone de collage et de chevauchement des plaques métalliques est de l'ordre de 100mm x 80 mm. Le découpage du matériau d'amortissement et sa répartition morcelée de quatre bandelettes aux coins extrêmes de la zone de collage avec également une bandelette centrale (cinq bandelettes de 40mm x 20mm), est similaire au mode de réalisation représenté sur le dessin de la figure 4a. The structure tested is a car body rear ring, weighing approximately 24 kg. The treated node, on which the device according to the invention is mounted, is the upper node of the rear ring. This is a two-branched node similar to that of Figures 2 to 5, which comprises two metal plates, each plate being screwed to the rear ring structure by two screws. The framework is subjected to excitation by vibrating pots to have an input bias of constant amplitude, the vibratory response is measured by 9 sensors arranged around the ring. This is an excitation of the parallelogram mode (representative of a deformation of the rear ring during a torsional deformation of a closed open body). The damping material is sandwiched between two rigid metal plates, and its thickness is greater than 1 mm. The area of bonding and overlapping of the metal plates is of the order of 100mm x 80 mm. The cutting of the damping material and its split distribution of four strips at the extreme corners of the bonding area with also a central strip (five strips of 40mm x 20mm), is similar to the embodiment shown in the drawing of Figure 4a .

La présence du dispositif d'amortissement selon l'invention répondant à ces caractéristiques a permis de constater un amortissement sensiblement égal à 8dB autour de la fréquence de 50Hz. The presence of the damping device according to the invention meeting these characteristics has allowed to note a damping substantially equal to 8 dB around the frequency of 50 Hz.

D'autres essais identiques ont été réalisés avec d'autres géométries du découpage du matériau d'amortissement, en particulier une seule bandelette sensiblement carrée de 100mm x 80mm ou de 80mm x 50 mm ou encore deux bandelettes parallèles de 100mm x 20mm avec des résultats intéressants et voisins bien qu'inférieurs. Other identical tests were carried out with other geometries of the cutting of the damping material, in particular a single substantially square strip of 100mm x 80mm or 80mm x 50mm or two parallel strips of 100mm x 20mm with results. interesting and neighbors although inferior.

Claims

13 Claims

A device for damping vibrations of a structural member of a vehicle in a frame node area (10) of said structure, said frame node comprising a plurality of branches, characterized in that it comprises an opening (20) formed in the zone of intersection of said branches, and for each branch a rigid plate (30, 40) having a portion (35, 45) rigidly connected to said structure and a portion (36, 46) not connected directly to the structure and projecting into said opening (20), the parts (36, 46) projecting into the opening of all the respective plates being superposed and fixed together with intercalation of a damping material between them (80, 80 ') in their superposition area.

2. Device according to claim 1, for damping vibrations of a structural element of a vehicle, in a zone (10) of two-branched frame node, characterized in that it comprises an opening ( 20) formed in said zone (10), two rigid plates (30, 40) each having a portion rigidly connected to said structure (35, 45) and a portion not directly connected to the structure and projecting into said opening, both protruding portions in the opening (36, 46) of the two respective plates being fixed to each other by the intercalation therebetween of a damping material (80, 80 ') in their superposition area.

3. Device according to claim 2, characterized in that the two rigid plates (30, 40) are mounted with their main part arranged along the axis (x, y) of one and the other branch.

4. Device according to claim 2, characterized in that said opening (20) has substantially the shape of an L, the two branches of L being directed along the axis of one (x) and the other (y). ) branch of the frame node.

5.Dispositif according to claim 1, for damping vibrations of a structural element of a vehicle, in a zone of three-branched frame node, characterized in that it comprises an opening (100) made in the zone of intersection of the three branches, three rigid plates (30, 40, 50) each having a part rigidly connected to said structure (35, 45, 55) and a part not directly connected to the structure and projecting into said opening, the three parts protruding into the opening (36, 46, 56) of the three respective plates being superimposed and fixed to one another by the intercalation between them of a damping material (80, 80 ') in their superposition area.

6. Device according to claim 5, characterized in that the three rigid plates (30, 40, 50) are mounted with their main part each disposed along one of the three axes (x, y, z) of the frame node .

7. Device according to claim 5 or claim 6, characterized in that said opening (100) has substantially the shape of a T, the three branches of the T being each directed along one of the three axes (x, y, z) the frame node.

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the damping material (80, 80 ') is an elastomeric material.

9. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the damping material (80, 80 ') is a self-adhesive viscoelastic polymer material.

10. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the damping material (80, 80 ') interposed between the end portions of the rigid plates is fixed to said rigid plates by means of a bonding , in particular of an epoxy type bonding.

11. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said damping material (80, 80 ') is in the form of strips (90) arranged in the overlap zone.

12. Device according to claim 10, characterized in that said damping material (80 ') interposed between the end portions of two rigid plates consists of five strips (90) distributed in the superposition area of said plates, according to the angles of a square and in the center of said square.

13. Device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the rigid plates (30, 40, 50) are metal plates.

14. Device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the end portions (35, 45, 55) of the rigid plates 28 rigidly connected to the structure are fixed to said structure by screws.

15. Device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the end portions (35, 45, 55) rigid plates rigidly connected to the structure are fixed to said structure by welding.

16. A method of producing a structural element of a vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps: - in the intersection zone of the branches of at least one node d frame of said structure, an opening (20, 100) is made, - for each branch (x, y, z) is mounted a rigid plate (30, 40, 50) having a part rigidly connected to said structure (35, 45, 55) and a portion not directly connected to the structure and projecting into said opening, - the two parts protruding into the opening (36, 46, 56) are fixed to each other in their respective zones. overlapping through damping material (80, 80 ')