Contribution to active health monitoring of aerospace composite structures by embedded piezoceramic transducers

• Auteur / Autrice : Christophe Paget
• Direction : Christophe Delebarre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lamb, Ondes de

Transducteurs piézoélectriques

Évaluation

Composites -- Fatigue

Détérioration

Composites

Matériaux

Avions

Mots clés libres

Composites aéronautiques

Détection des dommages

Résumé

Un transducteur fût conçu avec des contraintes mécaniques réduites lors d'efforts mécaniques extérieurs. Des essais mécaniques montrèrent que les PZT insérés n'ont pas altéré l'intégrité structurelle des composites en chargement statique. Le fonctionnement des PZT était étudié durant des efforts mécaniques. Les PZT démontrèrent un large domaine de travail. Les changements observés dans les ondes de Lamb prirent place après un nombre important de cycles de chargements et à des niveaux de contraintes élevés. Ces changements étaient associés aux fissures de la résine époxy. Par ailleurs, les essais de fatigue prouvèrent que les transducteurs pouvaient encore générer des ondes de Lamb à d'importants niveaux de contraintes et nombres de cycles mécaniques. Une technique '' Ondelette '' fût développée pour détecter et quantifier les dommages. Comparé à d'autres techniques, les ondelettes offrent un outil plus sensible pour la détection de petits dommages

Studies allowed a transducer to be designed that would reduce the stresses in its vicinity and in the transducer. The investigation showed that the embedded transducer does not reduce the structural integrity of the composite in static loading. The functioning of transducers was further studied during static and fatigue loading. The transducers revealed a large working range. The fatigue experiments showed that the transducer still generated Lamb waves after large numbers of cycles and stress levels. The changes in the Lamb waves were associated with matrix cracks. The wavelets were further assessed in the detection of damage and in the damage size evaluation. A technique, based on the wavelet coefficients from the decomposition Lamb wave response, showed promising results in evaluating the damage size. The wavelets offered a sensitive tool to detect small damage, compared to other detection methods, improving the damage detection capabilities