Contribution a l'etude de la generation d'ondes de LAMB par transducteurs piezoelectriques integres. Application a la modelisation de materiaux sensibles PDF Download
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Author: Emmanuel Moulin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 306
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Book Description
Les matériaux composites, utilisés abondamment en aéronautique, offrent des avantages certains et bien connus (faible masse volumique, bonnes propriétés mécaniques). Ils ont cependant le gros défaut d'être très sensibles aux impacts et sont susceptibles de subir des dégradations critiques du fait de leur environnement hostile. Le contrôle-santé de ces matériaux est donc d'une importance capitale. Les politiques actuelles de maintenance aéronautique imposent des contrôles réguliers qui immobilisent périodiquement les avions pendant de longues périodes. L'objectif final des recherches effectuées dans le cadre de cette thèse est donc de remplacer à terme ces périodes d'inspection par des contrôles permanents des matériaux en cours de fonctionnement normal. La solution proposée est l'utilisation de transducteurs piézoélectriques intégrés (collés en surface ou insérés). Les ondes ultrasonores générées de cette manière, dites ondes de Lamb, sont capables de se propager sur longues distances et d'interagir avec les défauts types des structures considérées. La propagation des ondes de Lamb étant en général multimode, il apparait que la possibilité de sélectionner les modes générés est un aspect important du problème. Or, la génération par transducteurs miniatures ne permet pas cette sélection de façon triviale. Aussi, une technique de modélisation adaptée à ce type de système a-t-elle été développée. Cette technique, exploitant une approche couplée méthode des éléments finis - développement en modes normaux, permet de prévoir les ondes de Lamb générées, en fonction des paramètres du transducteur et de la plaque. En plus de validations numériques, les résultats expérimentaux préliminaires ont permis de vérifier la faisabilité technologique de ce type de système, et de valider en partie cette modélisation. Des exemples pratiques d'application de la méthode pour les cas du transducteur mono- et multi-élément en surface, ainsi que mono-élément inséré sont également présentés.
Author: Emmanuel Moulin
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Pages : 306
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Les matériaux composites, utilisés abondamment en aéronautique, offrent des avantages certains et bien connus (faible masse volumique, bonnes propriétés mécaniques). Ils ont cependant le gros défaut d'être très sensibles aux impacts et sont susceptibles de subir des dégradations critiques du fait de leur environnement hostile. Le contrôle-santé de ces matériaux est donc d'une importance capitale. Les politiques actuelles de maintenance aéronautique imposent des contrôles réguliers qui immobilisent périodiquement les avions pendant de longues périodes. L'objectif final des recherches effectuées dans le cadre de cette thèse est donc de remplacer à terme ces périodes d'inspection par des contrôles permanents des matériaux en cours de fonctionnement normal. La solution proposée est l'utilisation de transducteurs piézoélectriques intégrés (collés en surface ou insérés). Les ondes ultrasonores générées de cette manière, dites ondes de Lamb, sont capables de se propager sur longues distances et d'interagir avec les défauts types des structures considérées. La propagation des ondes de Lamb étant en général multimode, il apparait que la possibilité de sélectionner les modes générés est un aspect important du problème. Or, la génération par transducteurs miniatures ne permet pas cette sélection de façon triviale. Aussi, une technique de modélisation adaptée à ce type de système a-t-elle été développée. Cette technique, exploitant une approche couplée méthode des éléments finis - développement en modes normaux, permet de prévoir les ondes de Lamb générées, en fonction des paramètres du transducteur et de la plaque. En plus de validations numériques, les résultats expérimentaux préliminaires ont permis de vérifier la faisabilité technologique de ce type de système, et de valider en partie cette modélisation. Des exemples pratiques d'application de la méthode pour les cas du transducteur mono- et multi-élément en surface, ainsi que mono-élément inséré sont également présentés.
Author: Emmanuel Moulin
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Pages : 306
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Les matériaux composites, utilisés abondamment en aéronautique, offrent des avantages certains et bien connus (faible masse volumique, bonnes propriétés mécaniques). Ils ont cependant le gros défaut d'être très sensibles aux impacts et sont susceptibles de subir des dégradations critiques du fait de leur environnement hostile. Le contrôle-santé de ces matériaux est donc d'une importance capitale. Les politiques actuelles de maintenance aéronautique imposent des contrôles réguliers qui immobilisent périodiquement les avions pendant de longues périodes. L’objectif final des recherches effectuées dans le cadre de cette thèse est donc de remplacer à terme ces périodes d'inspection par des contrôles permanents des matériaux en cours de fonctionnement normal. La solution proposée est l'utilisation de transducteurs piézoélectriques intégrés (collés en surface ou insérés). Les ondes ultrasonores générées de cette manière, dites ondes de Lamb, sont capables de se propager sur longues distances et d'interagir avec les défauts types des structures considérées. La propagation des ondes de Lamb étant en général multimode, il apparait que la possibilité de sélectionner les modes générés est un aspect important du problème. Or, la génération par transducteurs miniatures ne permet pas cette sélection de façon triviale. Aussi, une technique de modélisation adaptée à ce type de système a-t-elle été développée. Cette technique, exploitant une approche couplée méthode des éléments finis - développement en modes normaux, permet de prévoir les ondes de Lamb générées, en fonction des paramètres du transducteur et de la plaque. En plus de validations numériques, les résultats expérimentaux préliminaires ont permis de vérifier la faisabilité technologique de ce type de système, et de valider en partie cette modélisation. Des exemples pratiques d'application de la méthode pour les cas du transducteur mono- et multi-élément en surface, ainsi que mono-élément inséré sont également présentés.
Author: Faysal El Youbi
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Languages : fr
Pages : 280
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Book Description
Ce travail concerne d'une part, l'étude d'un système de Contrôle Santé Intégré (CSI) basé sur la génération et la réception d'ondes de Lamb par des transducteurs multiéléments, et d'autre part, le développement d'un outil de traitement de signal capable d'identifier les modes de Lamb présents et d'étudier leurs sensibilités à la présence de défauts. Pour accomplir cette tâche, une relation théorique entre la transformée de Fourier à fenêtre glissante (STFT) et la Transformée de Fourier à 2 dimensions (TF2D) a été démontrée. La comparaison des amplitudes obtenues a été rendue possible par l'application de ces deux techniques de traitement de signal. Ceci a permis premièrement, d'améliorer l'identification des modes de Lamb présents et deuxièmement, de constater la présence de modes parasites. Par ailleurs, la Modélisation Eléments Finis (MEF) du système a révélé que les éléments piézoélectriques des transducteurs étaient à l'origine de ces modes parasites. Afin d'éliminer ces parasites, la solution proposée a été de réduire les épaisseurs des éléments. De plus, cette étude a montré que le transducteur en réception pouvait être amélioré en développant un transducteur segmenté. Une fois ce système optimisé, un défaut de type trou a été introduit dans la plaque afin d'étudier la sensibilité des modes à sa présence et à sa taille. Les signaux reçus ont ensuite été traités. Les résultats obtenus ont permis de tester la sensibilité des modes vis-à-vis la taille de ce trou. Ils démontrent donc clairement l'utilité du système développé pour le CSI de structures
Author: Laurent Duquenne
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Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
Depuis plusieurs années, des recherches sont entreprises pour intégrer un système de contrôle non destructif au cœur des structures avec l'objectif de faciliter des surveillances régulières. Ce système de "contrôle santé intégré" permettrait de détecter les composants demandant des réparations. La technique envisagée est l'utilisation des ondes de Lamb avec des transducteurs piézoélectriques intégrés qui ont la particularité de pouvoir émettre ou réceptionner ces ondes. Néanmoins, la maîtrise de la génération des ondes par ces transducteurs est encore mal assurée. Le but de cette thèse est alors de développer une méthode d'estimation de la génération transitoire d'ondes de Lamb. L'avantage de la méthode hybride éléments finis/développement en mode normaux est le calcul direct de la contribution de chaque mode. En outre, la réception par des transducteurs intégrés a aussi été étudié. Les résultats ont été confrontés avec succès aux résultats expérimentaux obtenus.
Author: Mustapha Baouahi
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Languages : fr
Pages : 308
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Book Description
Le secteur aéronautique s’est investi fortement dans le développement d’un système de contrôle-santé intégré. Celui-ci vise à réaliser une surveillance permanente et en temps réel de l’état de santé d’une structure sans l’immobilisation de l’appareil. L’une des techniques prometteuses pour effectuer ce contrôle est basée sur l’utilisation de transducteurs piézoélectriques miniatures intégrés aux matériaux. Ces transducteurs vont alors générer les ondes de plaques appelées aussi les ondes de Lamb. Les recherches effectuées dans cette thèse sont consacrées principalement à etudier le phénomène physique de la propagation des ondes de Lamb en trois dimensions. A cet effet, et dans un premier temps, la directivité des transducteurs piézoélectriques générant ces ondes ultrasonores a été prédite. Ensuite, en utilisant la technique de multi – éléments en émission, le champ ultrasonore est focalisé vers une direction choisie. Dans un deuxième temps, un modèle approché nommé Pseudo-3D a été développé pour avoir l’amplitude du champ ultrasonore en 3D. Ainsi, en utilisant la méthode hybride basée sur l’approche couplée de la MEF et du modèle Pseudo-3D, nous avons évalué l’amplitude du champ acoustique dû à un transducteur piézoélectrique. Cette amplitude est ensuite comparée aux résultats obtenus à l’aide d’une modélisation par éléments finis en 3D. Une bonne concordance est observée. Enfin, une étude expérimentale est réalisée afin de valider les résultats numériques
Author: Joe͏̈l Lelong
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Languages : fr
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Book Description
LE PRESENT TRAVAIL A POUR BUT DE CERNER LES DIFFERENTS PARAMETRES UTILES POUR LA DEFINITION D'UN DISPOSITIF PIEZO-ELECTRIQUE DE PUISSANCE. LA PREMIERE PARTIE A POUR OBJET DE SIMULER EN REGIME LINEAIRE LE CHAMP ULTRASONORE ISSU D'UN TRANSDUCTEUR DE GEOMETRIE COURANTE ET D'ETENDRE CETTE SIMULATION A UN ENSEMBLE DE TRANSDUCTEURS (FOCALISES OU NON) DISPOSES EN ANNEAUX SUR UNE COUPOLE. POUR CES DEUX SIMULATIONS UNE CONFRONTATION EXPERIMENTALE A ETE MENEE. LES RESULTATS OBTENUS SONT EN ACCORD AVEC L'EXPERIENCE. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE LA PROPAGATION D'UNE ONDE ULTRASONORE EN MILIEU NON-LINEAIRE. APRES UNE DESCRIPTION DES PHENOMENES A SIMULER, UN MODELE EST PROPOSE PERMETTANT DE VISUALISER LA DEFORMATION D'UNE ONDE PLANE DE PROFIL TEMPOREL QUELCONQUE SE PROPAGEANT EN MILIEU NON-LINEAIRE ET D'ETUDIER L'EVOLUTION DE SON CONTENU HARMONIQUE. L'ATTENUATION EVENTUELLE DU MILIEU EST PRISE EN COMPTE. CE MODELE A ETE ADAPTE AU CAS DES ONDES SPHERIQUES CONVERGENTES, EN S'APPUYANT SUR LE FORMALISME DEVELOPPE PAR SUTIN. ON A SUPPOSE POUR CELA QUE LE CHAMP DE PRESSION EST DIVISE EN DEUX ZONES, L'UNE OU LA NON-LINEARITE EST PREPONDERANTE (ZONE PRE-FOCALE) ET L'AUTRE (ZONE FOCALE) OU LES EFFETS DE DIFFRACTION SONT DOMINANTS. UNE CONFRONTATION EXPERIMENTALE A PERMIS D'ETABLIR QUE CE MODELE N'EST VALABLE QUE DANS LE CAS DE TRANSDUCTEURS DE GRANDE OUVERTURE
Author: UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC (MONTPELLIER). LABORATOIRE DE PHYSIQUE MOLECULAIRE ET CRISTALLINE.
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Languages : fr
Pages : 106
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Book Description
Author: Daniel Balageas
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470394404
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 496
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Book Description
This book is organized around the various sensing techniques used to achieve structural health monitoring. Its main focus is on sensors, signal and data reduction methods and inverse techniques, which enable the identification of the physical parameters, affected by the presence of the damage, on which a diagnostic is established. Structural Health Monitoring is not oriented by the type of applications or linked to special classes of problems, but rather presents broader families of techniques: vibration and modal analysis; optical fibre sensing; acousto-ultrasonics, using piezoelectric transducers; and electric and electromagnetic techniques. Each chapter has been written by specialists in the subject area who possess a broad range of practical experience. The book will be accessible to students and those new to the field, but the exhaustive overview of present research and development, as well as the numerous references provided, also make it required reading for experienced researchers and engineers.
Author: Acoustical Society of America
Publisher:
ISBN:
Category : Acoustical engineering
Languages : en
Pages : 816
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Book Description
Author: J. Belle
Publisher:
ISBN:
Category : Nuclear fuels
Languages : en
Pages : 146
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