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Thèse soutenue

Analyse ultrasonore des contraintes résiduelles dans les alliages d'aluminium par ondes de Rayleigh

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Auteur / Autrice : Marc Duquennoy
Direction : Mohamed Ourak
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Valenciennes

Résumé

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La caractérisation de l'état de contrainte, au sein des matériaux, est importante dans le domaine de la construction, car la tenue mécanique des pièces est intimement liée a la répartition des contraintes dans celles-ci. Nous présentons une étude concernant l'évaluation non destructive des profils de contraintes résiduelles dans l'épaisseur de tôles épaisses en alliage d'aluminium, dont la texture présente une taille de grains assez importante (de l'ordre de 150 m). L’originalité de notre travail consiste en la détermination par méthode ultrasonore de ces profils, en faisant propager des ondes de Rayleigh sur les tranches des tôles. De cette façon, la détermination des contraintes repose sur la mesure de l'évolution relative de la vitesse en fonction de la position dans l'épaisseur des tôles. Nous avons étudié théoriquement et expérimentalement, la propagation des ondes ultrasonores de volume et de Rayleigh dans un milieu contraint, ce qui nous a permis d'établir la dépendance des vitesses de propagation des ondes vis-à-vis des contraintes. Nous avons mis en place deux dispositifs de mesure de la vitesse. Le premier, utilisant deux capteurs piézo-électriques, a permis de réaliser une détection acoustique. Le deuxième, basé sur l'interaction acousto-optique, utilise deux faisceaux lumineux issus d'une même source laser pour réaliser une détection optique. Nous présentons les profils de variations relatives de la vitesse relevés à partir des deux méthodes précédentes et les profils de contraintes correspondants. Les résultats obtenus au moyen de la méthode ultrasonore ont été comparés a d'autres profils établis par méthode destructive. Cette comparaison montre que ces deux techniques conduisent à des évolutions de contraintes similaires et met clairement en évidence la bonne adaptation de la méthode ultrasonore au problème pose.