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Dynamic vibration testing of fasteners: fastener self-loosening theory, vibration testing practical applications, comparison of the international standards and recommendations on how to set-up a meaningful testing protocol

Essais de vibration dynamiques des fixations mécaniques : théorie de l’auto-desserrage des assemblages vissés, applications pratiques des essais de vibration, comparaison des normes internationales et recommandations pour la mise en place d’un protocole d’essai rigoureux

Vibrationmaster Technology Centre s.à r.l., Foetz, Luxembourg

^* e-mail: franck.pichoff@vibrationmaster.com

Received: 23 August 2017
Accepted: 25 May 2018

Abstract

Vibration can be desirable, such as when it is used to make music. More often, however, vibration is undesirable. It can introduce stress into mechanical systems and create fatigue that decreases service life. It can also loosen fasteners. Following a discussion on the root causes of the self-loosening of fasteners, two practical examples illustrate the benefits and possible applications of vibration testing of fasteners, according to either standardised testing protocols or customised testing strategies simulating real-life conditions of the assembled parts. The requirements and protocols of the international standard ISO 16130, the USA national aerospace standard NASM 1312-7, the German national standard DIN 25201-4 B and its predecessor DIN 65151 are compared, with insights on their most suitable applications. Finally, the article describes a lean methodology to design a meaningful testing protocol.

Résumé

Les vibrations peuvent être souhaitables, comme lorsqu’elles sont utilisées pour faire de la musique. Plus souvent, cependant, les vibrations sont indésirables. Elles peuvent introduire un stress dans les systèmes mécaniques et créer une fatigue qui diminue leur durée de vie. Elles peuvent également desserrer les fixations mécaniques. Après une discussion sur la théorie de l’auto-desserrage des assemblages vissés, deux exemples pratiques illustreront les avantages et les applications possibles des tests de vibration des fixations mécaniques, selon soit des protocoles de test standardisés, soit des stratégies de test personnalisées simulant les conditions de service réelles des pièces assemblées. Les exigences et les protocoles de la norme internationale ISO 16130, de la norme nationale aérospatiale américaine NASM 1312-7, de la norme nationale allemande DIN 25201-4 B et son prédécesseur DIN 65151 seront comparées, avec des recommandations sur leurs applications les plus appropriées. Enfin, l’article décrit une méthodologie pour concevoir un protocole de test rigoureux.