par Godin, Nathalie
Iste éditions
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Disponible - 620.2 GOD
Niveau 3 - Techniques
Résumé
Présentation d'une méthode de détection des mécanismes d'endommagement au sein des matériaux composites à matrices organique et céramique utilisant l'enregistrement des émissions acoustiques. Les apports, les difficultés et les limites de cette méthode sont discutés. La prévision de la durée de vie des structures sur le long terme est aussi envisagée. ©Electre 2018
- Autre(s) auteur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2018
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Notes
- Bibliogr. Index
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (190 p.) : illustrations en couleur ; 24 x 16 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-1-78405-434-2
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Indice
- 620.2 Sciences des matériaux
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Quatrième de couverture
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Durabilité et vieillissement des matériaux composites à matrice organique
L'un des enjeux en contrôle de santé des structures est la détection précoce de l'endommagement avant que ce dernier ne conduise à la ruine. Dans ce contexte, l'émission acoustique est une technique bien adaptée afin de suivre, en temps réel, l'état de santé d'une structure ou des matériaux qui la constituent. En effet, les mécanismes d'endommagement s'accompagnent de libération d'énergie sous forme d'ondes acoustiques. Des capteurs disposés à la surface de structures ou d'éprouvettes de laboratoire permettent d'enregistrer les signaux d'EA.
Cet ouvrage est dédié à l'identification de la signature acoustique des différents mécanismes d'endommagement se produisant dans les matériaux composites à matrice organique, mais aussi dans les matériaux composites à matrice céramique. Les apports de cette approche sont présentés, ainsi que les principales difficultés et les limites. Aussi, la prévision de la durée de vie à l'aide de l'EA pour des essais de longues durées est discutée.
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Tables des matières
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Émission acoustique et durabilité des composites
Nathalie Godin, Pascal Reynaud, Gilbert Fantozzi
iSTE
- Introduction9
- Chapitre 1. Émission acoustique : définition et généralités13
- 1.1. Généralités13
- 1.2. Les ondes acoustiques mises en jeu20
- 1.2.1. Milieu infini : ondes de volume21
- 1.2.2. Milieu semi-infini : ondes de surface21
- 1.2.3. Les ondes guidées22
- 1.2.4. Milieu anisotrope et atténuation de l'onde23
- 1.3. Les capteurs et le système d'acquisition24
- 1.4. Localisation des sources29
- 1.5. Les descripteurs extraits du signal d'EA34
- 1.5.1. Descripteurs dans le domaine temporel34
- 1.5.2. Descripteurs dans le domaine fréquentiel40
- 1.5.3. Analyse temps-fréquence42
- 1.6. Les différentes analyses des données d'EA44
- 1.6.1. Analyse conventionnelle : analyse qualitative44
- 1.6.1.1. Analyse temporelle45
- 1.6.1.2. Analyse statistique50
- 1.6.1.3. Analyse de corrélation52
- 1.6.2. Analyse statistique multivariable : application des techniques de reconnaissance de forme55
- 1.6.2.1. Mesure de similitude57
- 1.6.2.2. Normalisation des descripteurs d'EA et réduction de la dimensionnalité57
- 1.6.2.3. Classification supervisée60
- 1.6.2.4. Classification non supervisée63
- 1.7. Apport de l'émission acoustique quantitative69
- Chapitre 2. Identification de la signature acoustique des mécanismes d'endommagement71
- 2.1. Sélection des signaux à analyser71
- 2.2. Signature acoustique de la rupture des fibres : matériaux modèles75
- 2.2.1. Caractérisation des fibres à l'échelle de l'écheveau de monofilaments75
- 2.2.2. À l'échelle d'un microcomposite80
- 2.2.3. À l'échelle d'un minicomposite83
- 2.3. Discrimination à l'aide de descripteurs temporels des mécanismes d'endommagement dans le composite : analyse monodescripteur86
- 2.4. Identification de la signature acoustique des mécanismes d'endommagement du composite à partir de descripteur fréquentiel90
- 2.5. Identification de la signature acoustique des mécanismes d'endommagement du composite à l'aide d'une analyse temps/fréquence91
- 2.6. Émission acoustique modale92
- 2.7. Analyse statistique multivariable non supervisée94
- 2.7.1. Identification des endommagements pour des composites à matrice organique95
- 2.7.2. Identification de la séquence d'endommagement en fatigue statique pour un composite à matrice céramique98
- 2.7.3. Identification de la séquence d'endommagement en fatigue cyclique pour un composite à matrice céramique102
- 2.7.4. Validation de la labellisation des classes105
- 2.8. Analyse statistique multivariable supervisée107
- 2.8.1. Bibliothèque créée à partir de données obtenues sur matériaux modèles109
- 2.8.2. Bibliothèque créée à partir de données structurées par classification non supervisée111
- 2.9. Limites de l'analyse statistique multivariable basée sur les techniques de reconnaissance de forme113
- 2.9.1. Performance et limites des algorithmes114
- 2.9.1.1. Classification non supervisée114
- 2.9.1.2. Classification supervisée : sensibilité à une mauvaise labellisation des signaux de la bibliothèque120
- 2.9.2. Influence des conditions d'acquisition et de la géométrie des échantillons121
- 2.9.2.1. Influence du couplage du capteur122
- 2.9.2.2. Influence de la position des capteurs122
- 2.9.2.3. Influence du choix du capteur127
- 2.9.2.4. Influence de l'épaisseur de l'échantillon et de la séquence d'empilement127
- 2.10. Apport de la modélisation : vers une émission acoustique quantitative131
- Chapitre 3. Prévision de la durée de vie133
- 3.1. Modèles de pronostic : modèle physique ou modèles orientés données135
- 3.2. Généralités sur les lois de puissance : lien avec la sismologie138
- 3.3. Énergie acoustique142
- 3.3.1. Définition de l'énergie acoustique142
- 3.3.2. Prise en compte du couplage et définition d'une énergie équivalente143
- 3.4. Identification de temps critiques ou de temps caractéristiques lors des essais de longues durées : vers la prévision de la durée de vie144
- 3.4.1. Le coefficient d'émission RAE145
- 3.4.2. Apport du cercle optimal : mise en évidence de région critique148
- 3.4.3. Le coefficient d'atténuation B149
- 3.4.4. Le coefficient RCD pour les essais de fatique cyclique151
- 3.4.5. Le couplage entre l'énergie acoustique et l'énergie mécanique : la Sentry Function152
- 3.5. Simulation de la libération d'énergie à l'aide d'une loi de type puissance : prévision du temps à rupture155
- Conclusion159
- Bibliographie161
- Index189
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Origine de la notice:
- Electre
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