Contribution à la caractérisation de collages de structures par ondes guidées ultrasonores de type SH - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Contribution to the characterization of structural bondings by shear horizontal ultrasonic guided waves

Contribution à la caractérisation de collages de structures par ondes guidées ultrasonores de type SH

Résumé

The quality control of adhesive is a crucial issue in the industry. In this work, we use ultrasonic guided wave shear type SH (Shear Horizontal) to characterize bonded structures material / adhesive / material. The phenomenon of splitting, well known, when two structures are coupled, is highlighted. The rheological model’s Jones modeling each material interface / adhesive by a spring is produced. This study shows that only the family of SH* waves is sensitive to the quality of the interface. Two numerical finite element models are developed: a 1D model solved by harmonic to obtain the dispersion curves and the displacement field in the section of the guide; a second 2D model (transient) for tracking the propagation of a guided SH wave in the structure. Experimental studies use piezoelectric transducers as well as techniques without contact (EMAT and laser interferometer). The case of small variations of the thickness of the adhesive film is focused. This study shows that the guided SH wave propagating sees his low wave number vary and the variations of the order of 5%, are measurable. The application thereof is to control the thickness of the adhesive film, but also to avoid "false alarms" due, for example, aging or deterioration of the quality of adhesive. Another experimental study showed that when the quality of the adhesive has deteriorated, the coupling between two modes of healthy structure disappears in favor of modes of a single layer.
Le contrôle de la qualité des collages est un enjeu crucial dans l'industrie. Dans ce travail, nous utilisons des ondes guidées ultrasonores de cisaillement de type SH (Shear Horizontal) pour caractériser des structures collées matériau/colle/matériau. Le phénomène de dédoublement de modes bien connu quand deux structures sont couplées est mis en évidence. Le modèle rhéologique de Jones modélisant chaque interface matériau/colle par un ressort est réalisé. Cette étude montre que seule la famille des ondes SH* est sensible à la qualité de l’interface. Deux modèles numériques par éléments finis sont développés : un modèle 1D résolu en régime harmonique permettant d’obtenir rapidement les courbes de dispersion ainsi que le champ de déplacement dans la section du guide ; le deuxième un modèle 2D ( en régime transitoire) permettant de suivre la propagation d’une onde guidée SH dans la structure. Les études expérimentales utilisent des transducteurs piézoélectriques mais aussi des techniques sans contact (EMAT et interféromètre laser). Une application au cas d’un film de colle d’épaisseur faiblement variable est effectuée. Cette étude montre que l’onde guidée SH se propageant voit son nombre d’onde faiblement varier et que ces variations, de l’ordre de 5%, sont mesurables. L’application qui en découle est la maîtrise de l’épaisseur du film de colle, mais aussi d’éviter de "fausses alertes" dues, par exemple, à un vieillissement ou une détérioration de la qualité d’adhésion. Une autre étude expérimentale a montré que lorsque la qualité de la colle est dégradée, le couplage entre deux modes de la structure saine disparaît au profit des modes d’une seule couche.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-03485538 , version 1

Citer

Khadidiatou Coné. Contribution à la caractérisation de collages de structures par ondes guidées ultrasonores de type SH. Autre [cond-mat.other]. Université du Havre, 2013. Français. ⟨NNT : 2013LEHA0028⟩. ⟨tel-03485538⟩
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