Contribution de l'utilisation des ondes longitudinales Lcr à la détermination des contraintes résiduelles de soudage : amélioration de la précision et de la reproductibilité des mesures

par Hanae Qozam

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Claude Robin.

Soutenue le 06-05-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    La sûreté et la tenue en fatigue des installations et ouvrages mécaniques sont liées au niveau des contraintes résiduelles présentes dans les structures. Cette étude montre le potentiel de la méthode ultrasonore d'évaluation des contraintes basée sur l'utilisation de l'onde Lcr. Ceci a été validé lors de la réalisation de profils de contraintes sur deux assemblages soudés en aciers P355 et P265, en comparant les résultats avec ceux de la méthode du perçage incrémentaI. La première partie de l'étude traite de l'influence des paramètres (couplage acoustique, état de surface, planéité, température, ... ) sur la précision et la reproductibilité des mesures ultrasonores. Dans la seconde partie, l'analyse de ces paramètres a permis la mise au point d'un capteur optimisé qui améliore la précision et la reproductibilité des mesures. La troisième partie de l'étude s'intéresse à la caractérisation expérimentale de la propagation de l'onde Lcr. A partir de l'étude de sa vitesse apparente et de son atténuation, il a été possible de dégager des critères quant à la profondeur de pénétration de l'onde Lcr ainsi que sa portée de propagation en fonction de la longueur d'onde. La dernière partie de ce travail propose une méthode originale de calibrage, permettant de déterminer les constantes acoustoélastiques dans les trois zones (MB, ZF et ZAT) de la soudure, ce qui permet d'améliorer la précision des mesures de contraintes. La reproductibilité des mesures de contraintes a été testée sur les deu.x tôles soudées et a été évaluée à ± 48 MPa.

  • Titre traduit

    Contribution of the Lcr longitudinal waves use to the determination of the welding residual stresses : improvement of measurements accuracy and reproducibility


  • Résumé

    Safety and fatigue damage resistance of the mechanical components are related to the presence of residual stresses. Ths study shows the potential of the ultrasonic method using the Lcr waves to evaluate the residual stresses. Reliability of measurements was validated on two welded steel plates (P355 and P265), by comparing the results of the ultrasonic method with those of the hole drilling method. The first part of the study deals with the influence of the parameters (acoustic coupling, roughness, flatness, temperature, etc) on the accuracy and reproducibility of the ultrasonic measurements. ln the second part, the analysis of these parameters enabled designing of an optimized transducer, which improves the precision and the reproducibility. The third part of the study was reserved to the experimental characterization of the Lcr wave propagation The criteria allowing the evaluation of the penetration depth and the propagation range were obtained from the analysis of its velocity and attenuation. The last part of this work proposes an original calibration method, enabling the determination of the acoustoelastic constants in the three zones of the weld (PM, MZ and HAZ), in order to improve the accuracy of the stress measurements. The reproducibility of stress measurements was validated on two welded steels plates and it was estimated in the order of ±48 MPa.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (192 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.185-192

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  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-QOZ-2008
  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque virtuelle.
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