La vibration du faisceau est la quantité et la direction du mouvement qu’un faisceau présente à partir du point de force appliquée ou de la zone de fixation. Les facteurs de vibration comprennent le matériau utilisé pour la construction, la longueur de la poutre et la quantité de force appliquée. L’ingénierie structurelle nécessite l’utilisation de technologies mécaniques, électriques et informatiques pour effectuer des tests de vibration sur les poutres. Ces tests fournissent aux ingénieurs des informations avant et après la construction de ponts, de bâtiments et de tours concernant la capacité à résister aux contraintes d’une utilisation normale, aux conditions météorologiques extrêmes ou aux vibrations sismiques.
Une poutre en acier peut vibrer ou se déplacer d’un côté à l’autre, de haut en bas, et dans un mouvement de torsion horizontal. Les tests structurels comprennent généralement l’utilisation de machines qui appliquent un mouvement de secousse à un endroit spécifique de la structure. Ces machines secouent la structure à la fois dans les basses et dans les hautes fréquences. En utilisant la méthode du shaker, les structures subissent des tests, qui introduisent une fréquence à la fois ou plusieurs fréquences simultanément. Les instruments attachés à la poutre ou aux poutres enregistrent la quantité de vibration qui se produit.
Le test de la résistance et de la durabilité d’une construction à poutre unique peut être effectué en appliquant une force statique quelque part le long d’une poutre libre ou en porte-à-faux. L’analyse sur une poutre libre consiste à suspendre la poutre et à appliquer une force à chaque extrémité ou n’importe où le long de la surface horizontale. Après avoir supprimé la force appliquée, le faisceau revient à sa position d’origine, cependant, le métal continue de vibrer. Les ingénieurs mesurent la quantité de vibration du faisceau avec des instruments appelés capteurs piézoélectriques. Des vibrations plus faibles peuvent être mesurées à l’aide d’oscilloscopes électroniques.
Ces outils de surveillance des vibrations du faisceau montrent généralement la quantité de mouvement sur un graphique. Des tests similaires sont effectués sur des poutres en porte-à-faux, qui sont généralement fixées à une structure solide à une extrémité. Dans certains cas, les vibrations du faisceau peuvent être réduites en appliquant un film mince de matériau de revêtement qui peut inclure de l’oxyde de zinc. Une fois appliqué, les testeurs répètent le processus d’analyse du faisceau pour déterminer les valeurs de réduction de mouvement.
Les ingénieurs prédisent les niveaux de vibration des poutres lors de la conception des structures. Un logiciel de conception permet aux architectes de créer et de modifier des structures en fonction de la stabilité globale prévue. Ces valeurs produites par ces applications logicielles peuvent être comparées prédites aux valeurs produites par des tests réels sur des poutres et des structures existantes.