Cartographie de contraintes résiduelles par tomographie d'ondes élastiques guidées affectées par effet acoustoélastique

Residual stress maping by elastic guided wave tomography sensitive to acoustoelastic effect

• Auteur / Autrice : Flavien Agon
• Direction : Alain Lhemery, Laurent Daniel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 23/03/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio : physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'intégration des systèmes et des technologies (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2001-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)

Mots clés

Mots clés libres

Ondes élastiques guidées

Contraintes résiduelles

Tomographie

Emat

Simulation

Validation

Elastic guided wave

Residual stress

Tomography

Emat

Simulation

Validation

Résumé

La thèse vise à développer une méthode non-destructive, quantitative, rapide et économique pour répondre au besoin insatisfait de mesure de contraintes résiduelles multiaxiales (SR). Le projet se concentre sur la mesure dans les tôles planes produites par l'industrie sidérurgique et utilisés dans de nombreuses industries. La méthode exploite l'effet acousto-élastique engendré par les SR sur la propagation longue distance d'ondes élastiques guidées (OG). L'image globale de SR sera obtenue par inversion tomographique des variations de vitesse de propagation de modes guidés affectés par les SR, sélectionnés pour leur meilleure sensibilité. Les OG sont émises et détectées sélectivement par des traducteurs électro-magnéto-acoustiques (EMAT) sans contact donc compatibles avec une ligne de production, dont les comportements de source et de détecteur sont par ailleurs affectés par effet magnéto-élastique local, lui- même à inverser. Alternativement des patchs magnétostrictifs sont utilisés pour l'émission et la réception des OG et sont insensibles aux effets magnéto-élastiques locaux dans la pièce; cette méthode de laboratoire servira à valider l'inversion acousto-élastique en s'affranchissant des effets magnéto-élastiques locaux.

The thesis aims to develop a non-destructive, quantitative, fast and economical method to solve the unmet need for multiaxial residual stress (SR) measurement. The project focuses on measurement in flat sheets produced by the steel industry and used in many industries. The method exploits the acousto-elastic effect generated by SRS on the long-distance propagation of guided elastic waves (OG). The global SR image will be obtained by tomographic inversion of the propagation velocity variations of guided modes affected by the SRS, selected for their best sensitivity. The OG are emitted and detected selectively by electro-magneto-acoustic translators (EMAT) without contact therefore compatible with a production line, whose source and detector behaviours are moreover affected by the local magneto- elastic effect, itself to reverse. Alternatively, magnetostrictive patches are used for the emission and reception of OG and are insensitive to local magnetoelastic effects in the room; this laboratory method will be used to validate the acousto-elastic inversion by freeing itself from local magneto-elastic effects.