Contribution à l’optimisation du contrôle santé intégré par ondes de Lamb : application à la surveillance de structures aéronautiques - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Optimization of Lamb wave based health monitoring systems for aeronautical structure inspection

Contribution à l’optimisation du contrôle santé intégré par ondes de Lamb : application à la surveillance de structures aéronautiques

Résumé

This work is devoted to the study and the development of an health monitoring system assigned to aircraft applications. The chosen health monitoring system is based first on the excitation and reception of Lamb waves along the structure and secondly on a continuous monitoring with the same transducers. However, the use of such a system is complex and some technical points must be solved to allow its optimisation. Firstly, the characteristics knowledge of Lamb waves generated is crucial. In this way, a variety of velocity measurement techniques is used and applied with success on different structures like wingbox. On other hand, preliminary tests are performed on metallic riveted plates and on wingbox composite structures in order to verify the system potentialities on real and complex structures. Thus different types of defects (fatigue crack, damage due to low velocity impacts) are introduced in these structures and detected. Finally a hybrid modelling technique (Finite elements- normal modes) is used to conceive transducers better adapted to Lamb waves generation. Theoretical results are then put in a concrete application which consists in the study of a composite plate with orthotropic symmetry.
Ce travail est consacré à l'étude et à la mise au point d'un système de surveillance embarqué destiné au contrôle santé de structures aéronautiques. Le système choisi pour réaliser ce « contrôle santé intégré » repose, d'une part, sur l'excitation et la réception d'ondes de Lamb le long de la structure, par l'intermédiaire de transducteurs piézoélectriques fonctionnant en émetteur-récepteur et d'autre part, sur la veille permanente de la structure par ces mêmes transducteurs. L'utilisation d'un tel système s'avère cependant complexe et un certain nombre de points techniques doivent être résolus afin d'optimiser ce type de surveillance. En premier lieu, une parfaite connaissance des caractéristiques des ondes de Lamb générées est nécessaire. Dans ce but, différentes techniques de mesures de vitesse sont utilisées et appliquées avec succès sur des exemples variés comme celui d'une aile d'avion. D'autre part, une série d'essais préliminaires est réalisée sur des plaques métalliques rivetées ainsi que sur des parties d'aile d'avion en composite, afin de s'assurer du bon fonctionnement de ce système sur des structures réelles. Ainsi, des défauts de nature différente (fissures de fatigue, endommagements liés a des impacts basses vitesses) sont initiés dans ces structures puis détectés. Enfin, une technique de modélisation hybride (éléments finis - modes normaux) est utilisée dans le but de concevoir des transducteurs mieux adaptés a la génération des modes de Lamb. Les résultats sont ensuite concrétisés sur une plaque composite de symétrie orthotrope.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-00159072 , version 1 (22-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00159072 , version 1

Citer

Sébastien Grondel. Contribution à l’optimisation du contrôle santé intégré par ondes de Lamb : application à la surveillance de structures aéronautiques. Electronique. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 2000. Français. ⟨NNT : 2000VALE0030⟩. ⟨hal-00159072⟩
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