Etude expérimentale et numérique de l'interaction des ondes de Lamb en présence d'endommagements dans des structures d'aluminium

par Farouk Benmeddour

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jamal Assad.

Soutenue en 2006

à Valenciennes .


  • Résumé

    Le Contrôle Non Destructif dans le domaine d'aéronautique connaît un fort développement. En particulier, les systèmes de Contrôle Santé Intégré par ondes de Lamb permettent une inspection rapide et continue des structures de type plaque. Ce travail est consacré à la compréhension des phénomènes physiques de l'interaction des ondes de Lamb en présence d'endommagements présents dans des structures d'aluminium. Les endommagements étudiés correspondent à des variations d'épaisseurs et à des encoches symétriques et asymétriques. Dans un premier temps, un seul mode est généré à l'émission c'est-à-dire, soit le mode A0, soit le mode S0, ceci afin de simplifier l'interprétation physique des phénomènes d'interactions. De plus, pour analyser les modes issus de l'interaction avec l'endommagement, une méthode hybride (MEF – analytique) donnant les coefficients de réflexion et de transmission en puissance des modes de Lamb est développée. La séparation des modes dans la structure est effectuée à l'aide d'une technique simple basée sur l'addition et la soustraction des déplacements calculés sur les faces opposées de la plaque. Ce travail montre qu'il est souvent possible de comprendre et de quantifier l'interaction d'un mode de Lamb en présence d'un endommagement complexe uniquement à partir des calculs réalisés pour des endommagements élémentaires. Dans un deuxième temps, un système expérimental de CSI est proposé. La sélection d'un mode de Lamb à l'émission est assurée par deux capteurs piézoélectriques placés sur les deux faces opposées de la structure. Les résultats expérimentaux sont confrontés avec succès aux résultats numériques et permettent de concevoir un système optimal

  • Titre traduit

    Experimental and numerical study of the lamb waves interaction with encountered damages in aluminium structures


  • Résumé

    The Non Destructive Testing is more and more used in aeronautics field. Among the various techniques available, Integrated Health Monitoring (IHM) systems based on Lamb waves offer a convenient method for quick and continuous inspection of plate structures. This work is devoted to the understanding of the physical interaction of Lamb waves with damages encountered in aluminum structures. These damages can be of different kinds. For example, this study deals with symmetric and asymmetric thickness variations and notches. First, one single mode is launched, either fundamental anti-symmetric mode (A0), or fundamental symmetric mode (S0), in order to simplify physics interpretation of interactions. Moreover, to analyze the Lamb modes issued from the interaction with the damage, a hybrid method (FEM – analytic) giving the power reflection and transmission coefficients of Lamb waves, is developed. At the reception, the modes are separated with a simple technique based on the addition and the subtraction of the displacements computed in the opposite sides of the structure. This work shows that it is often possible to understand and quantify the interaction of a Lamb mode with a complex damage only from elementary damages. Second, an IHM experimental system is proposed. The selection of a Lamb wave at the emission is provided with two piezoelectric sensors placed at the two opposite faces of the structure. Experimental results are in good keeping with numerical results and allow conceiving an optimal system.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 133-137. Index. Annexes.

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  • Bibliothèque : Université de Cergy-Pontoise. Bibliothèque universitaire. Site des Cerclades.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS VAL 2006 BEN
  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : 900341 TH
  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 900342 TH
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