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Dissertations / Theses on the topic 'Nondestructive and destructive testing'
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Choamnak, Sitdhichai. "Nondestructive and destructive testing of covered timber bridge members." Ohio : Ohio University, 1997. http://www.ohiolink.edu/etd/view.cgi?ohiou1177444570.
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Ayra, Behnam. "Structural identification for condition assessment using modal non-destructive test data /." Thesis, Connect to Dissertations & Theses @ Tufts University, 2000.
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Thesis (Ph.D.)--Tufts University, 2000.Adviser: Masoud Sanayei. Submitted to the Dept. of Civil Engineering. Includes bibliographical references (leaves 152-159). Access restricted to members of the Tufts University community. Also available via the World Wide Web;
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Rhodes, Patrick Bryan. "Nondestructive assessment of pile tip elevations." Diss., Georgia Institute of Technology, 1996. http://hdl.handle.net/1853/20963.
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Jama, Bandile, Jasson Gryzagoridis, and Graham Wilson. "Aspects of thermography for non-destructive testing in mechanical maintenance." Thesis, Cape Peninsula University of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11838/2579.
Full textAbstract:
Thesis (MTech (Mechanical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2017.Infrared thermography (IRT) is a non-contacting, non-destructive testing (NDT) technique that provides relatively fast results from inspections; for example, in the detection of defects in engineering components and in systems' condition monitoring. This study examines the use and possible effectiveness of infrared thermography for the detection of faults and defects in just a few aspects that one encounters in the vast mechanical maintenance arena. The study discusses three aspects of infrared thermography, namely internal leaks inspections using passive infrared thermography, pulse thermography and induction thermography both active IRT NDT techniques for the detection of subsurface and surface defects. The promising results that were obtained by performing an experiment in the laboratory using a model fluid handling pipe network, with three isolation valves connected in parallel, encouraged performing inspections in an operating power plant, where it was suspected that there were leaks from safety and drain isolation valves. In both situations, the results were obtained in a short period of time and indicated that passive infrared thermography can detect internal leaks in pipe networks. Pulsed thermography is an active non-contacting non-destructive testing technique used to detect subsurface defects in monolithic materials and delamination's in composites. In the particular experiment that was performed pulse thermography was benchmarked with the conventional technique of ultrasound testing. PVC, stainless steel and mild steel specimens manufactured with flat bottom holes (as models of subsurface defects) were subjected to pulse thermography. The time duration to detect the presence of a defect represented by a temperature contrast or a hot spot on the specimen's surface was approximately a couple of seconds following the thermal excitation. No further characterization of the defect was possible with the technique. In contrast when using the ultrasound testing technique to test the specimens, it took considerable time to detect the defects, however, data in terms of size and depth beneath the surface became available thus enabling their full characterization.
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Mong, Seng Ming. "Non-destructive evaluation with ultrasonic pulse velocity (UPV) in concrete structure." access abstract and table of contents access full-text, 2005. http://libweb.cityu.edu.hk/cgi-bin/ezdb/dissert.pl?msc-ap-b21175032a.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.Sc.)--City University of Hong Kong, 2005.At head of title: City University of Hong Kong, Department of Physics and Materials Science, Master of Science in materials engineering & nanotechnology dissertation. Title from title screen (viewed on Sept. 4, 2006) Includes bibliographical references.
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Lau, Connie K. Y. "Non-destructive evaluation with ultrasonic pulse velocity (UPV) in concrete structure." access abstract and table of contents access full-text, 2005. http://libweb.cityu.edu.hk/cgi-bin/ezdb/dissert.pl?msc-ap-b21174441a.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.Sc.)--City University of Hong Kong, 2005.At head of title: City University of Hong Kong, Department of Physics and Materials Science, Master of Science in materials engineering & nanotechnology dissertation. Title from title screen (viewed on Sept. 1, 2006) Includes bibliographical references.
7
Sanderson, Terry. "Thermoelastic modeling of laser generated ultrasound for nondestructive materials testing." Diss., Georgia Institute of Technology, 1997. http://hdl.handle.net/1853/18978.
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8
Gadyuchko, Andrey, and Sören Rosenbaum. "Nondestructive quality inspection of solenoid valves." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-200756.
Full textAbstract:
The presented innovative magnetic testing method utilises the fact, that each commercially available electromagnet can not only be used as an actuator, but also comprises internal sensor functions. This allows a huge application variety in the fields of non-destructive testing and condition monitoring of electromagnetic systems during production and within the application in the field.
9
Chan, Tony T. T. "Ultrasonic method of non-destructive test in metals effects of grain size on ultrasound wave at various frequencies /." access abstract and table of contents access full-text, 2006. http://libweb.cityu.edu.hk/cgi-bin/ezdb/dissert.pl?msc-ap-b21456276a.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.Sc.)--City University of Hong Kong, 2006."Master of Science in Materials Engineering & Nanotechnology dissertation." Title from title screen (viewed on Nov. 21, 2006) Includes bibliographical references.
10
Rudraraju, Sridhar. "Fiber optic methods for nondestructive testing." Thesis, This resource online, 1994. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-01102009-063839/.
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11
Hughes, Mary Leigh. "Nondestructive determination of unknown pile tip elevations using modal analysis." Diss., Georgia Institute of Technology, 1999. http://hdl.handle.net/1853/30900.
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12
Draper, Jeffrey Dean. "Neural networks and non-destructive test/evaluation methods." Thesis, College Park, Maryland : University of Maryland, College Park, 1992. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA254802.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Civil Engineering)--University of Maryland, College Park, 1992."A scholarly paper submitted to Assistant Professor Ian Flood." Description based on title screen as viewed on April 16, 2009. Includes bibliographical references (p. 49-52). Also available in print.
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Schecklman, Scott G. "Physics-Based Signal Processing Methods for Terahertz Non-Destructive Evaluation of Layered Media." PDXScholar, 2019. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/5013.
Full textAbstract:
In recent years Terahertz (THz) time domain spectroscopy has emerged as a promising new technology with potential applications in a variety of fields, including industrial manufacturing, security screening and medical imaging. Pulsed THz systems are uniquely suited for non-destructive evaluation (NDE) of the sub-surface layers of dielectric packaging and coating materials, because they provide high dynamic range over a wide bandwidth in the far infrared portion of the electromagnetic spectrum. Often the dielectric materials of the packaging and/or surface coating layers exhibit relatively low loss and abrupt changes in the refractive index at the layer boundaries can be observed as a train of THz pulses in A-scan data.
However, many practical applications of THz NDE will require fast signal acquisition to efficiently scan and evaluate many samples. The conventional processing approach shown in much of the published work in the field of THz NDE does not perform well in low signal-to-noise ratio (SNR) conditions. In addition, many samples of interest contain thin film layers and the THz pulses reflecting from the boundaries overlap on top of one another. Thus, it is not always possible to calculate the thickness of thin films from conventional time difference of arrival (TDOA) measurements.
In this dissertation physics-based signal processing methods that have been historically used for radar/sonar signal processing are adapted and applied for THz NDE of layered media. Results are demonstrated with measured data from a pulsed THz system in the Northwest Electromagnetic and Acoustics Research Laboratory (NEAR-Lab) at Portland State University (PSU).
This research is expected to provide an important link for THz researchers to access and apply the robust methods that have been developed over several decades for other applications.
Two key contributions of this work are:
1. Development of a matched filter approach for THz NDE of thick layered media based on the maximum likelihood estimator (MLE).
2. Development of a matched field processing (MFP) approach for THz NDE of thin-film layered media, based on techniques in the underwater acoustics literature.
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Deniz, Saygin. "Determination Of Relations Between Elastic Properties Of Cement Mortars By Using Destructive And Nondestructive Methods." Master's thesis, METU, 2010. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/2/12611544/index.pdf.
Full textAbstract:
The measurement and monitoring of the elastic properties of cement-based materials is very important for assessing their quality, integrity and performance. Due to the nonhomogeneous and time-dependent characteristics of these materials, it is difficult to observe the developments in elastic properties with traditional destructive methods.
The aim of this thesis is to determine and monitor elastic properties of mortar specimens made with different cements by using resonant frequency and ultrasonic pulse velocity test methods, and to obtain relationships between these elastic properties.
For this purpose, eight different cement mortar mixtures were prepared with different constituent CEM I cements. Dynamic elastic moduli, static elastic moduli, dynamic Poisson&rsquos ratio and strength of these mixtures were observed for different ages. The relationships between these elastic properties are determined and the results obtained from two different nondestructive test methods are compared. Although nondestructive tests made it possible to obtain elastic properties of mortar mixtures, the results revealed that it is very difficult to develop a single relationship between different elastic properties of mortars with varying mixture proportions. This situation is mainly due to the anisotropy and nonlinear behavior of the mortar and the difficulty of describing the actual behavior of mortar by formulations defined for perfectly elastic materials.
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Javdekar, Chitra N. "Measurement selection and parameter estimation strategies for structural stiffness and mass updating using non-destructive test data /." Thesis, Connect to Dissertations & Theses @ Tufts University, 2004.
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Thesis (Ph.D.)--Tufts University, 2004.Adviser: Masoud Sanayei. Submitted to the Dept. of Civil Engineering. Includes bibliographical references (leaves 300-305). Access restricted to members of the Tufts University community. Also available via the World Wide Web;
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Fletcher, Adam. "Non-destructive testing of the graphite core within an advanced gas-cooled reactor." Thesis, University of Manchester, 2014. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/nondestructive-testing-of-the-graphite-core-within-an-advanced-gascooled-reactor(3ca5c904-6860-46b8-8538-4136cb2aedcd).html.
Full textAbstract:
The aim of this work has been to apply the techniques of non-destructive testing and evaluation to the graphite fuel channel bricks which form the core of an Advanced Gas-Cooled reactor. Two modes of graphite degradation have been studied: subsurface cracks originating from the keyway corners of the bricks and the reduction in material density caused by radiolytic oxidation. This work has focused on electromagnetic inspection techniques. Brick cracking has been studied using a multi-frequency eddy current technique with the aim of determining quantitative information. In order to accurately control the crack dimensions this work has used radially machined slots as an analogue. Two sensor geometries were studied and it was determined that slots of at least 10 mm through-wall extent could be located. A novel, empirical method of determining the slot size is presented using a brick machined with a series of reference slots. Machined slots originating from a keyway could be sized to within 2 mm using this method. A parametric 3D finite element study was also carried out on this problem. These simulations could distinguish the location of the slots and had some sensitivity to their size, however, the model was found to be overly sensitive to the specific mesh used. Two new contributions to the inverse problem are presented. The first is a minor extension to the usual adjoint problem in which one system now contains a gradiometer. The second is a proposed solution to the ambiguous nature of the inner product required by the sensitivity formulation. This solution has been validated with finite element modelling. Density reduction has been studied via its relationship with electrical conductivity using a technique based on impedance spectroscopy. An inverse eddy current problem has been solved using the regularised Gauss-Newton method to determine the conductivity of the brick over its cross section. The associated forward problem has been solved using the finite element method on a simplified geometry. Tikhonov regularisation has been employed to overcome the ill-posed nature of the inverse problem. This method has been applied to a range of sample and sensor geometries and found to produce excellent results from laboratory data provided the finite element model is well calibrated. Bore or surface conductivity values can be reproduced to better than 1% with the accuracy reducing with distance from the sensor. The sensitivity of the algorithm to the regularisation parameter has been studied using the L-curve method and the effect of two regularisation operators has also been examined. A new method of choosing the regularisation parameter a priori is proposed and tested. Data taken during reactor outages produces physically realistic profiles although the results appear off-set from electrical resistivity values measured using the four-point method. The focus of future work should be to remove this effect which will likely require improvements to the forward model.
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Lu, Mingyang. "Forward and inverse analysis for non-destructive testing based on electromagnetic computation methods." Thesis, University of Manchester, 2018. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/forward-and-inverse-analysis-for-nondestructive-testing-based-on-electromagnetic-computation-methods(c9b4f030-eb7d-42a9-b55c-07df6b96aa1f).html.
Full textAbstract:
EM computation methods for the simulation and reconstruction of the metallic plate properties are investigated in this thesis. Two major computational problems exist in EM NDT: the forward problem and the inverse problem. The forward problem is to calculate the frequency-dependent inductance for steel plates with arbitrary values of permeability, conductivity, thickness and lift-off (i.e. the distance between the sensor and test sample). The inverse problem involves how to determine each parameter, i.e. permeability, conductivity, thickness and lift-off from the frequency-dependent inductance measurements. The purpose of this dissertation is to develop advanced forward and inverse solvers. This work will mainly deal with metallic plate structure in the low-frequency induction scheme. For the forward problem, both edge-element FEM and Dodd and Deeds analytical solution to simulate the eddy current probe-coil problems are developed. The feasibility and accuracy of the proposed forward solvers are verified by experiments and numerical solutions. An example of computation of eddy currents in metallic plates is also carried out to test the performance of the solver. The dissertation then goes further to consider the solution of the inverse problem of determining unique values for the four variables - permeability, conductivity, thickness and lift-off (i.e. the distance between the sensor and test sample) from the multi-frequency inductance spectra. In particular, novel methods on how to compensate lift-off variations are proposed. In addition, CIP is explored to measure the permeability of ferrous plates. These methods are verified by measurement results from EM sensors.
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Li, Xin. "Eddy current techniques for non-destructive testing of carbon fibre reinforced plastic (CFRP)." Thesis, University of Manchester, 2012. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/eddy-current-techniques-for-nondestructive-testing-of-carbon-fibre-reinforced-plastic-cfrp(e8aa9a3f-108d-49a4-9f32-2e6118195898).html.
Full textAbstract:
AbstractThis thesis describes research on the use of eddy current techniques for nondestructivetesting of carbon fibre reinforced plastic (CFRP). The research hasinvolved bulk conductivity testing, fibre direction characterization and 3D FEMmodeling of the CFPR and eddy current probes geometry. In the conductivity testing,how the sample thickness, fibre volume content and fibre conductivity affects thesignal from the eddy current has been evaluated. Eddy current testing shows gooddirectionality as CFRP is an anisotropic material, thus is very suitable to characterizethe fibre orientation. Direction sensitive probes have been developed and tested toreveal information about the fibre direction and layer. Computer FEM software hasbeen used to analyze the magnetic field inside the sample and probes. Specific probegeometries have been designed depending on the electrical properties of thecomposites and testing requirement. The experiment, simulation and analysis resultsshow very good agreement. However, when the measuring frequency increases, noisesand parasitic capacitance inevitably become significant and have a negative influenceon the results. Improvements and further research are proposed which are believed tomake eddy-current techniques a more feasible and efficient measurement method, willcontribute to the development and maintenance of light weight CFRP composites.
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Deng, Xiaodong. "Nondestructive evaluation of thermal sprayed coating by acoustic microscopy and Eddy current testing." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0030/document.
Full textAbstract:
La thèse a mis en œuvre deux méthodes inverses pour l’évaluation non destructive d’un milieu multicouche anisotrope : la microscopie acoustique et les courants de Foucault. Pour la microscopie acoustique, nous avons adapté un modèle de propagation de l'onde acoustique dans un milieu multicouche, en calculant les coefficients de réflexion et de transmission d’un revêtement multicouche sur un substrat et en modélisant la réponse acoustique V(z) propre à la microscopie acoustique. Une méthode inverse utilisant l’algorithme de Levenberg-Marquardt donne accès à l’épaisseur, au module de Young et à la densité du revêtement. Pour les courants de Foucault, une méthode inverse similaire basée sur le formalisme de Tree a été mise au point, qui donne accès à l’épaisseur, à la conductivité électrique et à la perméabilité magnétique du revêtement. Après des vérifications de l’algorithme sur des matériaux massifs de référence, nous avons appliqué ces méthodes à un métal revêtu pour tuyauteries de centrale thermique : de l’acier inoxydable austénitique type 304 revêtu par pulvérisation thermique de superalliage Hastelloy C22 à base de nickel. La corrosion sèche sous l’effet des gaz chauds (air contenant du gaz SO2) amincit graduellement la paroi des tubes, ce qui peut les rendre dangereux. Il a fallu tenir compte de l’effet du grenaillage préalable à la pulvérisation, qui crée une mince couche de martensite à laquelle les courants de Foucault sont très sensibles : un modèle à trois couches substrat / martensite / revêtement a été utilisé. Nous avons caractérisé des échantillons de métal avant et après exposition à l’air avec ou sans SO2 à 650°C. Les deux méthodes d’évaluation non destructive permettent une détermination très satisfaisante de l’épaisseur de revêtement et se complètent bien. L’évaluation des caractéristiques physiques (acoustiques et électromagnétiques) met en évidence des hétérogénités du revêtement liées à son mode d’élaboration et des évolutions au cours du temps. Des pistes d’amélioration des méthodes sont proposéesIn the current work, we investigate the nondestructive evaluation of a thermal sprayed coating (Hastelloy C22 Ni-based alloy) on substrate (type 304 austenitic stainless steel) using acoustic microscopy and ECT method. Two models were built for the evaluation of this kind of material: one is for acoustic V(z) measurement and the other is for swept eddy current measurement. The implementation of these two models is used for the evaluation and properties measurement of the thermal sprayed coatings, such as elastic properties, electromagnetic properties. In particular, the main achievements and results are as follows: 1. Acoustic wave propagation in an anisotropic multilayered medium was investigated. The formula for calculating the reflection and transmission coefficients of the multilayered medium on or without a substrate were derived, which is necessary for the modeling of acoustic V(z) measurement of the thermal sprayed coating on substrate. 2. A model was built for the acoustic V(z) measurement of the thermal sprayed coatings on substrate, which can deal with anisotropic multilayered media. Specifically, we used a model of multilayered coatings with graded properties on substrate to calculate the acoustic reflection coefficient of our sample. Treating the thermal sprayed coating, deposited on a 304 steel substrate, as FGMs, we evaluated the coating thickness and the Young’s modulus evolution along the depth of the coating. 3. A model was built for the swept eddy current measurement of the thermal sprayed coatings. Since before the spraying process, the surface of the substrate is usually shot-peened (SP), the coated material is considered as a three-layer medium. The coating thickness and electromagnetic properties of each of the 3 layers were determined by an effective reverse process. 4. The thermal sprayed coated material after exposure in different conditions, i.e., as-received, heat-treated in air and heat-treated in SO2 environment, and after different exposure time was evaluated by the integrity of acoustic microscopy and ECT method. The coating thickness and the electromagnetic properties of the coated material under different conditions were measured
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Duan, Yuxia. "Probability of detection analysis for infrared nondestructive testing and evaluation with applications including a comparison with ultrasonic testing." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25251.
Full textAbstract:
La fiabilité d'une technique d’Évaluation Non-Destructive (END) est l'un des aspects les plus importants dans la procédure globale de contrôle industriel. La courbe de la Probabilité de Détection (PdD) est la mesure quantitative de la fiabilité acceptée en END. Celle-ci est habituellement exprimée en fonction de la taille du défaut. Chaque expérience de fiabilité en END devrait être bien conçue pour obtenir l'ensemble de données avec une source valide, y compris la technique de Thermographie Infrarouge (TI). La gamme des valeurs du rapport de l'aspect de défaut (Dimension / profondeur) est conçue selon nos expériences expérimentales afin d’assurer qu’elle vient du rapport d’aspect non détectable jusqu’à celui-ci soit détectable au minimum et plus large ensuite. Un test préliminaire est mis en œuvre pour choisir les meilleurs paramètres de contrôle, telles que l'énergie de chauffage, le temps d'acquisition et la fréquence. Pendant le processus de traitement des images et des données, plusieurs paramètres importants influent les résultats obtenus et sont également décrits. Pour la TI active, il existe diverses sources de chauffage (optique ou ultrason), des formes différentes de chauffage (pulsé ou modulé, ainsi que des méthodes différentes de traitement des données. Diverses approches de chauffage et de traitement des données produisent des résultats d'inspection divers. Dans cette recherche, les techniques de Thermographie Pulsée (TP) et Thermographie Modulée(TM) seront impliquées dans l'analyse de PdD. Pour la TP, des courbes PdD selon différentes méthodes de traitement de données sont comparées, y compris la Transformation de Fourier, la Reconstruction du Signal thermique, la Transformation en Ondelettes, le Contraste Absolu Différentiel et les Composantes Principales en Thermographie. Des études systématiques sur l'analyse PdD pour la technique de TI sont effectuées. Par ailleurs, les courbes de PdD en TI sont comparées avec celles obtenues par d'autres approches traditionnelles d’END.The reliability of a Non-Destructive Testing and Evaluation (NDT& E) technique is one of the most important aspects of the overall industrial inspection procedure. The Probability of Detection (PoD) curve is the accepted quantitative measure of the NDT& E reliability, which is usually expressed as a function of flaw size. Every reliability experiment of the NDT& E system must be well designed to obtain a valid source data set, including the infrared thermography (IRT) technique. The range of defect aspect ratio (Dimension / depth) values is designed according to our experimental experiences to make sure it is from non-detectable to minimum detectable aspect ratio and larger. A preliminary test will be implemented to choose the best inspection parameters, such as heating energy, the acquisition time and frequency. In the data and image processing procedure, several important parameters which influence the results obtained are also described. For active IRT, there are different heating sources (optical or ultrasound), heating forms (pulsed or lock-in) and also data processing methods. Distinct heating and data processing manipulations produce different inspection results. In this research, both optical Pulsed Thermography (PT) and Lock-in Thermography (LT) techniques will be involved in the PoD analysis. For PT, PoD curves of different data processing methods are compared, including Fourier Transform (FT), 1st Derivative (1st D) after Thermal Signal Reconstruction (TSR), Wavelet Transform (WT), Differential Absolute Contrast (DAC), and Principal Component Thermography (PCT). Systematic studies on PoD analysis for IRT technique are carried out. Additionally, constructed PoD curves of IRT technique are compared with those obtained by other traditional NDT& E approaches.
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Weston, Miles. "Advanced ultrasonic digital imaging and signal processing for applications in the field of non-destructive testing." Thesis, University of Manchester, 2012. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/advanced-ultrasonic-digital-imaging-and-signal-processing-for-applications-in-the-field-of-nondestructive-testing(12406082-d270-43a0-8520-aed175695115).html.
Full textAbstract:
Non-destructive testing (NDT) is the process of non-invasive material examination. Within this field, ultrasonic inspection is one method of examination used to detect flaws in structural and functional industrial components, to assess their structural integrity and fitness for service. Conventional NDT ultrasonic array techniques transmit on multiple elements in parallel, according to a focal law, which facilitates beam steering, focussing and scanning within the test component. Received signals are then 'stacked' to generate images of the test component. With the advent of affordable high speed computing, novel data acquisition techniques based on sequential transmission are now able to be developed, which allow images to be generated using advanced signal processing and image reconstruction algorithms. One such data acquisition technique known as Full Matrix Capture (FMC), has received considerable research attention in recent years, largely because it allows fully focused images of test components to be generated. This project provides an improved understanding of the FMC technique and associated signal processing algorithms. It achieves this through the development of novel inspection techniques and signal processing algorithms. Collectively algorithms developed within this work were termed Sequential Phased Array (SPA). Initially comparisons were made between conventional ultrasonic techniques and the SPA algorithms in terms of image quality and speed of inspection. A novel approach was then suggested to facilitate inspection through dual-layered media, separated by a refractive interface using the SPA algorithms. The use of sparse arrays to enhance the speed of inspection using the SPA algorithms was also investigated, and the trade-off between speed of inspection against image degradation was addressed. Finally a novel approach to calibration of a FMC based system was developed, in order to provide uniform image sensitivity during inspection.
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Punurai, Wonsiri. "Cement-based materials' characterization using ultrasonic attenuation." Diss., Available online, Georgia Institute of Technology, 2006, 2006. http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-04042006-171125/.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Civil and Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology, 2006.Dr. Jennifer Michaels, Committee Member ; Dr. Jacek Jarzynski, Committee Member ; Dr. Jianmin Qu, Committee Member ; Dr. Laurence J. Jacobs, Committee Chair ; Dr. Kimberly E. Kurtis, Committee Co-Chair.
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Gai, Igor. "Design and implementation of a non-destructive defect detection technique based on UWB-SAR imaging." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10645/.
Full textAbstract:
In the last twenty years aerospace and automotive industries started working widely with composite materials, which are not easy to test using classic Non-Destructive Inspection (NDI) techniques. Pairwise, the development of safety regulations sets higher and higher standards for the qualification and certification of those materials.
In this thesis a new concept of a Non-Destructive defect detection technique is proposed, based on Ultrawide-Band (UWB) Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging. Similar SAR methods are yet applied either in minefield [22] and head stroke [14] detection. Moreover feasibility studies have already demonstrated the validity of defect detection by means of UWB radars [12, 13].
The system was designed using a cheap commercial off-the-shelf radar device by Novelda and several tests of the developed system have been performed both on metallic specimen (aluminum plate) and on composite coupon (carbon fiber).
The obtained results confirm the feasibility of the method and highlight the good performance of the developed system considered the radar resolution. In particular, the system is capable of discerning healthy coupons from damaged ones, and correctly reconstruct the reflectivity image of the tested defects, namely a 8 x 8 mm square bulge and a 5 mm drilled holes on metal specimen and a 5 mm drilled hole on composite coupon.
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Peycheva, Kira. "Nondestructive testing of metals and composite materials using ultrasound thermography : Comparison with pulse-echo ultrasonics." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29592/29592.pdf.
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Shum, Pak W. "A critical analysis of the acoustic emmission technique for NDE of pressure vessels." Thesis, This resource online, 1992. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-09192009-040341/.
Full text
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Billon, Astrid. "Méthode d'évaluation non-destructive de la qualité du collage des composites de renforcement pour le génie civil." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1091/document.
Full textAbstract:
Dans le secteur du génie civil, le renforcement structural et la réparation des ouvrages en béton par collage de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) sont des techniques désormais répandues. Les performances et la durabilité du système de renforcement sont intrinsèquement liées à la qualité du collage entre le matériau composite et le béton. Or, en pratique, les conditions environnementales et les contraintes liées au chantier ne permettent pas d’assurer l’intégrité de ce collage, dont les propriétés évoluent par ailleurs dans le temps en raison des phénomènes de vieillissement. La vérification in-situ par une méthode non-destructive de l’état du collage est donc une étape importante pour garantir les propriétés d'usage tout au long de la vie du renforcement.Une méthode d’évaluation non-destructive est développée dans le cadre de cette étude. Elle s’inspire de l’essai standard d’arrachement en traction directe bien connu sur le terrain. La méthode repose sur un essai mécanique qui caractérise le comportement en charge – déplacement de l’assemblage, et permet d’exprimer un critère d’évaluation appelé raideur d’assemblage qui dépend notamment du module d’Young de l’adhésif utilisé.La faisabilité en laboratoire de cette méthode est vérifiée sur un dispositif d’essai entièrement conçu pour les fins de l’étude. Un travail d’analyse et de dimensionnement basé sur une modélisation numérique par éléments finis permet de sélectionner des capteurs et une chaîne d’acquisition adaptés. Une formulation analytique partielle de la raideur d’assemblage est énoncée.Une campagne expérimentale sur des éprouvettes de béton renforcées par lamelles de PRFC avec trois adhésifs époxy différents est ensuite mise en œuvre. Les résultats sont interprétés en suivant une approche statistique qui prend en compte les variations de tous les paramètres d’influence. Les performances de détection de l’essai dans le cadre de notre application en laboratoire peuvent ainsi être exprimées.Des éléments contribuant à l’élaboration d’une méthodologie d’essai applicable in-situ sont enfin apportés, et les performances de l’essai sont rediscutées en vue de cette transposition sur le terrainOver the last 30 years, repairing and strengthening techniques of concrete structures using externally bonded carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have gained much popularity and are now widespread. The effectiveness of the strengthening systems highly depends on the level of adhesion between the composite material and the concrete surface. Therefore, on-site evaluation of the bond quality is crucial to assess the performance and predict the durability of the reinforcement system.It is proposed to determine the bond properties of the adhesive layer within the reinforcement system by using a nondestructive test (NDT) method derived from the standard and well-known pull-off test. This method consists in analyzing the linear load vs displacement behavior of the adhesive joint, in order to determine an assembly stiffness which can be related to the Young’s modulus of the adhesive layer.In order to investigate the feasibility of the test method, a laboratory implementation is carried out on a mechanical device fully designed for the purpose of the present study. Suitable displacement sensors and an appropriate measurement chain are chosen based on a finite element modeling and a mechanical analysis of the test. A partial analytical form of the assembly stiffness is also expressed.The test method is then applied to concrete slabs reinforced with CFRP plates using three different epoxy adhesives. A statistical assessment of all identified parameters of influence sheds light on the results. In the end, the performances of the test performed in laboratory conditions are discussed.Finally, foundations for a relevant test methodology on real field conditions are laid, and the above-mentioned performances are reviewed
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Levine, Ross M. "Ultrasonic guided wave imaging via sparse reconstruction." Diss., Georgia Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1853/51829.
Full textAbstract:
Structural health monitoring (SHM) is concerned with the continuous, long-term assessment of structural integrity. One commonly investigated SHM technique uses guided ultrasonic waves, which travel through the structure and interact with damage. Measured signals are then analyzed in software for detection, estimation, and characterization of damage. One common configuration for such a system uses a spatially-distributed array of fixed piezoelectric transducers, which is inexpensive and can cover large areas. Typically, one or more sets of prerecorded baseline signals are measured when the structure is in a known state, with imaging methods operating on differences between follow-up measurements and these baselines. Presented here is a new class of SHM spatially-distributed array algorithms that rely on sparse reconstruction. For this problem, damage over a region of interest (ROI) is considered to be sparse. Two different techniques are demonstrated here. The first, which relies on sparse reconstruction, uses an a priori assumption of scattering behavior to generate a redundant dictionary where each column corresponds to a pixel in the ROI. The second method extends this concept by using multidimensional models for each pixel, with each pixel corresponding to a "block" in the dictionary matrix; this method does not require advance knowledge of scattering behavior. Analysis and experimental results presented demonstrate the validity of the sparsity assumption. Experiments show that images generated with sparse methods are superior to those created with delay-and-sum methods; the techniques here are shown to be tolerant of propagation model mismatch. The block-sparse method described here also allows the extraction of scattering patterns, which can be used for damage characterization.
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Baudot, Alice. "Etude et mise au point de méthodes de mesures non destructives permettant de caractériser les paramètres critiques de l'adhésion sur structures collées." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4300/document.
Full textAbstract:
L’engouement pour le collage structural est important dans l’aéronautique. Actuellement, il n’existe pas de méthode de contrôle non destructive de l’adhésion dans un assemblage collé. Les méthodes de CND usuelles peuvent détecter au mieux des défauts majeurs de type décollement ou absence de colle. L’objectif de la thèse est donc de déterminer un indicateur ultrasonore en lien avec le niveau d’adhésion et la tenue structurale des assemblages collés.La première étape a consisté en l’élaboration d’éprouvettes étalons à adhésions variables de forme cisaillement simple. Trois traitements de surface différents ont été définis afin d’obtenir trois niveaux de force à rupture et donc trois niveaux d’adhésion distincts. Des cartographies détaillées du joint de colle sont obtenues par ultrasons. A l’issue des essais mécaniques les faciès de rupture sont analysés. Des contrôles supplémentaires par micro-tomographie X ont été réalisés. L’ensemble de ces essais ont permis de valider l’obtention d’éprouvettes homogènes et de niveaux d’adhésion maîtrisé. Un système expérimental spécifique a été réalisé pour développer des mesures d’acoustoélasticité qui permettent l’étude des variations locales de champ des contraintes. Pendant une sollicitation mécanique de type cisaillement simple, les variations de temps de vol dans l’aluminium en mode pulse-écho des éprouvettes sont analysées. Le dispositif est d’abord validé sur une éprouvette d’aluminium. Puis, il est démontré que sur une éprouvette de cisaillement simple, les bords d’un défaut, lieu de concentration de contraintes, sont visibles. Les simulations numériques réalisées donnent les mêmes tendancesThe enthusiasm for structural bonding is important in aeronautic. Currently there is no method to test non-destructively the adhesion in a bonded assembly. The usual NDT methods can detect the most common defects like delamination or disbond. The aim of this thesis is to determine an ultrasonic indicator related to the level of adhesion and the structural strength of bonded assemblies.The first step was the development of calibrated samples. The specimens are single lap shear joints. Three different surface treatments have been developed to obtain three different levels of ultimate tensile strength and therefore three distinct levels of adhesion. Detailed cartographies of the adhesive joint are obtained by ultrasound. After mechanical testing the fracture surfaces are analyzed. Additional tests by microtomography were performed. They were used to validate the quality of samples. The objective of standards sample is achieved. A specific control system has been achieved to use acoustoelasticty to study the stress field in the bonded assembly. The variations of time of flight in the aluminum part in pulse-echo mode during mechanical test are analysed. First, the method is validated with an aluminum test piece. Then, it is shown, for a sample with defect, the edges of a defect are visible through the increase of stresses on its borders. Numerical simulations give the same trends
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Mebane, David Spencer. "Impedance Response of Alumina-silicon Carbide Whisker Composites." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2004. http://hdl.handle.net/1853/7615.
Full textAbstract:
The impedance response of silicon carbide whisker-alumina composites is investigated utilizing novel stereological techniques along with a microstructural simulation. The stereological techniques developed allow for a measurement of the trivariate length, radius and orientation distribution of whiskers in the composite from measurements made on two-dimensional sectioning planes. The measured distributions are then utilized in a Monte Carlo simulation that predicts connectivity in the composite for a given volume fraction. It is assumed in the simulation that connectivity factors dominate the electrical response, not interfacial phenomena. The results of the simulation are compared with impedance spectra taken from real samples, and conclusions are drawn regarding the nature of the impedance response.
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Gafsi, Rachid. "Capteurs de contraintes et de perturbations a fibres optiques." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0509.
Full textAbstract:
Dans ce travail de thèse, nous avons développé et testé deux capteurs à fibres optiques intrinsèques et à modulation d'intensité, pour la mesure des contraintes mécaniques de compression et la détection des perturbations (vibrations, impacts et ondes acoustiques). Le capteur de contraintes est ponctuel. Il est basé sur le couplage de la lumière entre deux fibres optiques multimodes, faiblement fusionnées par la tranche et intégrées dans la résine époxyde. Les contraintes de compression appliquées sur le capteur induisent une augmentation de l'indice de réfraction des fibres optiques et notamment dans la zone de fusion. Ceci a pour effet le couplage de la lumière de la première fibre guidant la lumière a la seconde et qui est proportionnel à la contrainte extérieure appliquée sur le capteur. Ce capteur est dédié à la mesure des fortes valeurs de contraintes, pour les applications dans le domaine du génie civil. Le capteur de perturbations à fibre optique exploite le phénomène des interférences intermodales (bruit modal) dans les fibres optiques multimodes, guidant une lumière cohérente. C'est un capteur distribué et la fibre optique est sensible sur toute sa longueur. En effet, une fibre optique multimode guidant une lumière cohérente présente des fluctuations du déphasage entre les modes, en cas de perturbations. Afin de convertir les fluctuations de phase en une variation d'intensité, nous avons effectué un filtrage spatial, par le raccordement d'une seconde fibre ayant un diamètre du cœur plus petit que celui de la fibre sensible. Ce capteur à été intégré dans les matériaux composites utilisés en construction aéronautique et aérospatiale
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Mohamed, elarif Abderemane. "Évaluation et contrôle non destructifs des barreaux et plaques par génération acoustique induite par absorption de micro-ondes." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14235/document.
Full textAbstract:
De nombreuses études ont été menées jusqu’ici afin d’analyser l’apport de la technique de génération acoustique par micro-ondes dans le domaine de l’évaluation et du contrôle non destructifs des structures mécaniques. Le caractère entièrement sans contact de cette nouvelle technique en ferait un moyen pouvant être adopté pour générer aisément des ondes acoustiques dans les matériaux diélectriques absorbants. Ce travail porte d’abord sur l’étude des vibrations latérales engendrées dans les barreaux viscoélastiques placés dans un guide d’ondes électromagnétiques contenant une ouverture sur l’une des faces latérales et soumis à de brèves excitations de micro-ondes. Un modèle paramétrique prédit la forme de l’élévation de la température à l’intérieur de l’échantillon. Ses résultats soulignent que l’utilisation des guides partiellement ouverts provoque une distribution asymétrique de la température générant ainsi des modes de flexion. Par ailleurs, un modèle numérique tridimensionnel par éléments finis a permis de mettre en évidence l’existence d’autres modes liés aux déformations des sections-droites lorsqu’elles sont soumises à une brusque dilatation thermique. Ensuite, l’élaboration de méthodes directes pour compléter l’évaluation des propriétés viscoélastiques des mêmes barreaux placés dans les guides conventionnels est considérée. Différents modèles analytiques sont construits pour analyser l’effet du coefficient de Poisson sur le rapport des vibrations induites dans les directions latérale et longitudinale d’une part, et sur la dispersion des ondes acoustiques de type traction compression d’autre part. Un algorithme d’optimisation permettant d’estimer le coefficient de Poisson et la partie réelle de la lenteur à valeurs complexes par une méthode inverse est élaboré puis appliqué dans le cas concret de deux barreaux polymériques. Enfin, une étude analytique et numérique par éléments finis est menée afin d’analyser les vibrations générées sur un défaut circulaire (trou) contenu dans une plaque et chauffé localement par des micro-ondes. Deux approches acoustiques sont construites pour prédire la forme de la zone chauffée par une température uniforme ou gaussienne. Une relation directe entre la taille du défaut et les fréquences de certains pics qui apparaissent sur les spectres des vibrations de la plaque ont été mises en évidence. Celle-ci conviendrait à l’élaboration d’une méthode inverse permettant de dimensionner ces types de défautsMany studies in the field of both nondestructive evaluation and testing of mechanical structures have been conducted so far by analyzing the contribution of the microwaves induce acoustic technique. This new non-contact technique can be easily adopted to generate acoustic waves in non-conducting materials. This work begins with studying the lateral vibrations generated within viscoelastic bars hold inside grooved electromagnetic waveguides and subjected to short microwave irradiations. A parametrical model is established in order to predict the shape of the temperature rise within the sample. Results emphasize the fact that these types of waveguides generate a sudden asymmetric temperature rise, which produces some flexural modes. Besides, the development of a 3D numerical model allow the prediction of new vibration modes which are related to the deformations of the bar cross-sections during the sudden thermal heating. Then, direct methods are developed to complete the assessment of the viscoelastic properties of bars placed inside conventional electromagnetic waveguides. Different analytical models are proposed to study the effects of the Poisson ratio either on the ratio between lateral and longitudinal vibrations or on the dispersion of longitudinal waves. An optimization algorithm that allows the Poisson ratio and the real part of the complex slowness evaluation by means of dispersion curves is elaborate before being applied in the specific case of two polymeric bars. Finally, analytical and numerical finite element methods are conducted to analyze the acoustic waves generated by a circular defect (hole) contained in a plate and heated locally by microwaves. Two acoustic approaches are performed to predict the temperature rise form. Furthermore, a nondestructive testing method is highlighted by a direct relationship between the size of the defect and the frequencies of some peaks that appear on the velocity spectra of the plate. This method could be applied to set up an inverse procedure that can be used to size these kinds of defects
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Ahmed, Shamim. "Développement d’une méthodologie robuste d’inversion dédiée au CND par courants de Foucault." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS043/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement de stratégies innovantes pour la résolution, basée sur l'utilisation de la simulation et de la théorie de l'apprentissage statistique, de problèmes inverses dans le domaine contrôle non destructif (CND) par méthodes électromagnétiques. L’approche générale adoptée consiste à estimer un ensemble des paramètres inconnus, constituant un sous-ensemble des paramètres décrivant le scénario de contrôle étudié. Dans les cas de CND, les trois applications classiquement visées sont la détection, la localisation et la caractérisation de défauts localisés dans le matériau inspecté. Ce travail concerne d’une part la localisation et la caractérisation des fissures et d’autre part l'estimation de certains paramètres de sonde difficiles à maîtriser ou inconnus. Dans la littérature, de nombreuses méthodes permettant de remonter aux paramètres inconnus ont été étudiées. Les approches d'optimisation standard sont basées sur la minimisation d'une fonction de coût, décrivant l'écart entre les mesures et les données simulées avec un solveur numérique. Les algorithmes les plus répandus se fondent sur des approches itératives déterministes ou stochastiques. Cette thèse considère le problème de l'estimation de paramètres inconnus dans une perspective d'apprentissage statistique/automatique. L’approche supervisée adoptée est connue sous le nom de d’apprentissage par l'exemple (LBE en anglais). Elle se compose d’une première phase, dite hors ligne, pendant laquelle un « modèle inverse » est construit sur la base de la connaissance d’un ensemble de couples entrée/sortie connu, appelé ensemble d’entraînement. Une fois la phase d’apprentissage terminée et le modèle généré, le modèle est utilisé dans une phase dite en ligne pour prédire des sorties inconnues (les paramètres d'intérêt) en fonction de nouvelles entrées (signaux CND mesurés appartenant à un second ensemble dit de test) en temps quasi-réel. Lorsqu’on considère des situations pratiques d'inspection, en raison du grand nombre de variables impliquées, la création d'un modèle précis et robuste n’est pas une tâche triviale (problème connu comme la malédiction de la dimensionnalité). Grâce à une étude approfondie et systématique, l’approche développée dans cette thèse a conduit à la mise en place de différentes solutions capables d’atteindre une bonne précision dans l’estimation des paramètres inversés tout en conservant de très bonnes performances en temps de calcul. Le schéma LBE proposé dans cette thèse a été testé avec succès sur un ensemble des cas réels, en utilisant à la fois des données synthétiques bruitées et des mesures expérimentalesThe research activity of the PhD thesis focuses on the study and development of innovative strategies for the solution of inverse problems arising in the field of Non-Destructive Testing and Evaluation (NDT-NDE), based on the use of statistical learning theory. Generally speaking, the objective of the optimization stage is the retrieval of the unknown parameters within the studied electromagnetic scenario. In the case of NDT-NDE, the optimization problem, in terms of parameters to estimate, is divided into three stages, namely detection, localization and characterization. This work mainly addresses localization and characterization of crack(s) and/or estimation of probe(s) parameters. Unknown parameters, constituting a subset of the parameters set describing the electromagnetic scenario, are robustly estimated using several approaches. Standard optimization approaches are based on the minimization, by means of iterative approaches like stochastic and/or deterministic algorithms, of a cost function describing the discrepancy between measurements and prediction. This thesis considers the estimation problem in a machine learning perspective, adopting well known Learning-By-Example (LBE) paradigm. In a so-called offline phase, a surrogate inverse model is first fitted on a set of known input/output couples, generated through numerical simulations. Then, in a so-called online phase, the model predicts unknown outputs (the parameters of interest) based on new inputs (measured NDT signals) in quasi-real time. When considering practical inspection situations, due to the large number of variables involved (known as curse of dimensionality), obtaining an accurate and robust model is not a trivial task. This thesis carries out a deep and systematic study of different strategies and solutions to achieve simultaneously good accuracy and computational time efficiency in the parameters estimation. Moreover, a particular emphasis is put on the different approaches adopted for mitigating the curse of dimensionality issue. The proposed LBE schema has been tested with success on a wide set of practical problems, using both synthetic noisy data and experimental measurements
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Liu, Zicheng. "Electromagnetic modeling and imaging of damages of fiber-reinforced composite laminates." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS332.
Full textAbstract:
Mon travail de thèse porte sur la modélisation électromagnétique et l'imagerie de structures périodiques désorganisées. Un certain motif dans une subdivision élémentaire (une "cellule") est répété dans les autres cellules de la structure dans certaines directions de l'espace. Cette répétition est désorganisée par un changement des propriétés des matériaux et/ou géométries des parties constitutives, dans une ou plusieurs cellules. Au premier niveau de modélisation, ces panneaux sont une succession de plaques planes l'une sur l'autre. Chacun se compose d'un agencement linéaire régulier de longs cylindres avec mêmes sections circulaires finies, tous orientés dans la même direction: nous les appelons "fibres", chaque cylindre résultant de l'hypothèse d'un faisceau de fibres de petite taille. Le matériau constitutif des fibres est différent du matériau d'enrobage (matrice) et le renforce. Chaque plaque est constituée de fibres avec différents axes pour assurer la robustesse. Il y a peu ou beaucoup de plaques, avec la répétition d'une petite pile de plaques. Pour les panneaux conducteurs (à base de carbone), l'imagerie est MHz ; pour des panneaux sans pertes ou à faibles pertes (à base de verre), l'imagerie est micro-onde (quelques dizaines de GHz, voire plus, THz). Il pourrait y avoir des cylindres manquants ou déplacés à l'intérieur d'une plaque, avec des changements conséquents dans éventuellement plusieurs cellules, adjacentes ou non. Des dommages locaux peuvent également se produire, entraînant des changements dans la forme ou les propriétés électromagnétiques d'un ou plusieurs cylindres dans une ou plusieurs cellules dans une ou plusieurs plaques. Un caractère aléatoire de la distribution des inclusions pourrait tenir compte des incertitudes de positionnement par rapport aux géométries supposées. Illuminer correctement les structures et la collecte des champs résultant (dans le champ proche espérons-le, peut-être dans le champ lointain) devraient permettre leur imagerie et concourir à leur diagnostic. Ainsi, si une structure périodique sous interrogation est désorganisée, on souhaite imager cette structure tout en prenant soin au mieux de l'information préalable sur la périodicité et la désorganisation, sur les systèmes de détection, et, évidemment, à propos des besoins et des limites de l'essaiMy PhD work is about electromagnetic modeling and imaging of disorganized periodic structures. A certain pattern in an elementary subdivision (a “cell”) is repeated in the other cells of the structure into certain directions of space. This repetition is disorganized by a change of material properties and/or geometries of the constitutive parts, within one or more cells. At first level of modeling, these panels are a succession of planar plates one over the other. Each consists of a regular linear arrangement of long cylinders with same finite circular sections, all orientated into the same direction: we call them “fibers”, each cylinder resulting from the assumption of a bundle of small-size fibers. The constitutive material of the fibers differs from the embedding material (matrix) that they reinforce. Each plate is made of fibers with different axes for sturdiness. There are few or many plates, with repetition of a small stack of plates. For conductive panels (carbon-based), imaging is MHz; for lossless or weakly lossy panels (glass based), imaging is microwave (a few tens GHz, possibly more). There might be missing/displaced cylinders inside a plate, with consequent changes in possibly several cells, adjacent or not. Local damages might occur also, leading to changes in shape or electromagnetic properties of one or more cylinders in one or more cells in one or more plates. Randomness in distribution of the inclusions might account for uncertainties of positioning with respect to assumed geometries. Properly illuminating the structures and collecting the resulting fields (in the near-field hopefully, possibly in the far-field) should allow their imaging and concur to their diagnostics. So, a periodic structure under interrogation is disorganized. One wishes to successfully image the structure while taking care at best of prior information on periodicity and disorganization, on sensing systems, and obviously of needs and limitations of the testing. The PhD benefits from a grant from the Chinese Scholarship Council
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Yan, Guqi. "Zero-group-velocity Lamb modes in laser ultrasonics : fatigue monitoring and material characterization." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1026/document.
Full textAbstract:
Ces dernières années, les modes de Lamb à vitesse de groupe nulle (ZGV) se sont révélés être un outil efficace pour sonder localement et précisément l'épaisseur d'un échantillon ou les propriétés mécaniques de matériaux isotropes ou anisotropes. Ce type particulier d'ondes guidées, telles de fortes résonances locales de la structure, résulte de l'interférence de deux ondes de Lamb ayant une vitesse de phase opposée et coexistant pour un couple fréquence-nombre d'ondes particulier. Les ultrasons laser ont démontré leur capacité à générer et détecter efficacement de telles résonances locales dans la gamme des MHz. En effet, la configuration tout optique, constituée d'une source laser pulsée pour générer les ondes élastiques et d'un interféromètre pour sonder le déplacement normal associé, évite tout contact avec l'échantillon, limitant ainsi l'élargissement ou la suppression de résonances. L'utilisation de modes ZGV pour suivre la fatigue des matériaux et sonder des phénomènes non linéaires reste cependant un défi et constitue le cœur des travaux de recherche présentés ici. La partie théorique porte sur la compréhension de l’effet de la fatigue mécanique sur les modes ZGV à travers l’analyse fréquence-nombre d’ondes des modes de Lamb. La partie expérimentale est consacrée à l’application de cette technique pour l'ECND et le suivi de la fatigue de plaques métalliques minces. Les modes ZGV en ultrasons laser montrent un grand potentiel pour localiser les dommages dus à la fatigue, prédire la vie en fatigue et évaluer qualitativement, voire quantitativement, les différents stades de dommages causés par la fatigueIn recent years, zero-group-velocity (ZGV) Lamb modes have proven to be an efficient tool to probe locally and very accurately the thickness of a sample or the mechanical properties of either isotropic or anisotropic materials. This particular type of guided waves, corresponding to sharp local resonances of the structure, results of the interference of two Lamb waves having opposite phase velocity and coexisting at a couple given frequency-wavenumber. The laser ultrasonic technique has demonstrated its ability to efficiently generate and detect such local resonances within the MHz frequency range. Indeed, the all-optical setup, consisting of a pulsed laser source to generate elastic waves and of an interferometer to probe the associated normal displacement, avoids any contact with the sample, hence limiting the broadening or suppression of the resonances. Yet, the use of ZGV Lamb modes to monitor material fatigue and to probe nonlinear phenomena remains challenging and is the core of the here-reported research. The theoretical part of this PhD research deals with the understanding of the effect of mechanical fatigue on ZGV Lamb modes through the frequency-wavenumber analyzes of the Lamb waves. The experimental part of the PhD research is dedicated to the application of this technique for the nondestructive characterization and for the monitoring of mechanical and thermal fatigue of thin metal plates. Zero-group-velocity Lamb modes in laser ultrasonics shows great promises to locate fatigue damage, to predict the fatigue lifetime, and to qualitatively, and even quantitatively, assess the different stages of fatigue damage in m- to potentially cm-thick solid plates
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Miorelli, Roberto. "Modélisation du contrôle par méthodes électromagnétiques de défauts réalistes de type fissuration." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112302.
Full textAbstract:
Le contrôle non destructif (CND) par Courants de Foucault (CF) de défauts de fissuration est l’une des techniques les plus répandues dans de nombreux secteurs industriels. L’utilisation d’outils de modélisation adaptés permet d’améliorer les procédés de contrôle et la compréhension des données expérimentales observées. Ce travail de thèse, réalisé au CEA LIST et sous la direction de D. Lesselier (Laboratoire des Signaux et Systèmes), a pour objectif de proposer une approche de modélisation semi-analytique dédiée à la simulation du CND CF de défauts fins ou très fins dans une pièce plane conductrice composée de plusieurs couches. Il a fait l’objet d’une collaboration, dans le cadre du projet CIVAMONT, avec l’équipe Meander de l’University of Western Macedonia (Grèce), dirigée par le professeur T. Theodoulidis.Du point de vue de la simulation, la complexité du problème à traiter est liée aux particularités des défauts de fissuration : une ouverture très fine, un profil complexe et la possibilité d’avoir des ponts de conductivité entre les deux faces latérales du défaut. Ces caractéristiques expliquent la difficulté qu’ont les méthodes de simulation classiques, semi-analytiques ou purement numériques, à traiter efficacement ce type de configuration. Pour ces raisons, une approche dédiée aux défauts fins, fondée sur la méthode des éléments de frontière, a été développée. Elle présente l’avantage majeur de ne requérir qu’une discrétisation surfacique du défaut, en traitant analytiquement le calcul dans la direction de son ouverture. Après la résolution, avec la Méthode des Moments, de l’équation intégrale décrivant les interactions entre le champ d’excitation et le défaut, la réponse de la sonde est calculée en appliquant le théorème de réciprocité. Les développements théoriques réalisés dans cette thèse ont abouti à la mise en place d’une formulation générale permettant la prise en compte d’un nombre quelconque de défauts fins, d’orientations et des géométries différentes, pouvant être situés dans des couches différentes de la pièce. Par la suite, cette méthode innovante a été implémentée au sein de la plateforme de simulation CIVA, développée au CEA LIST, et a été validée expérimentalement à plusieurs reprises. Une extension de cette méthode a également permis la mise en place d’une approche la couplant à une modélisation volumique standard pour la simulation de configurations complexes comme le contrôle de fissures au voisinage d’un alésage. Ce travail, qui a fait l’objet d’une diffusion internationale affirmée, a permis de lever avec succès un certain nombre de difficultés théoriques et pratiques liées à la modélisation du CND CF de défauts finsNon Destructive Testing (NDT) with Eddy Current (EC) techniques are is widely employed in several industrial sectors for cracks detection. Numerical simulation tools are largely used in order to design sensors, understand the signals collected during the measurements process and to provide a support in expertise. This work has been accomplished inside CEA LIST in collaboration with L2S-Supélec. It is also a part of the CIVAMONT 2012 project, with the active participation of MEANDER laboratory members from University of Western Macedonia (Greece) and Technological Educational Institute of Western Macedonia (Greece). The main goal of our work has consisted in to developing a semi-analytical modeling approach, devoted to Eddy Current Testing (ECT) of multiple narrow cracks in planar multilayered structures. From the numerical point of view, simulation of multiple narrow cracks problems is a difficult task for classical methods, like for example the Volume Integral Method (VIM) or the Finite Element Method (FEM). The main issues reside in geometrical characteristics of narrow crack themselves. Indeed, a narrow crack presents a small opening as well as complex profile and a complex shape, with possible electrical contacts inside it. All these features increase enormously, with classical methods, the difficulty to simulate in rapid and/or precise way problems involving narrow cracks. We have tackled the narrow crack issue by developing a Boundary Element Method (BEM) dedicated to ECT signal modeling, starting from an approach presented in literature. Then, we have extended its capability to more realistic and challenging cases, such as the ECT of multilayered structures affected by complex narrow cracks. The principle of this method is to introduce additional assumptions, leading to the description of the crack perturbation as the effect of a dipole distribution, oriented toward the crack opening. Numerically speaking, such a description makes it possible to largely reduce, compared to the VIM, the number of unknowns that one needs to properly solve the problem. A particular attention has been devoted to the analytical formulation, in order to achieve generality, accuracy and efficiency. A precise derivation of the spectral-domain Dyadic Green Function (DGF) associated to our problem has first been developed. In this work, analytical expressions of the spectral-domain DGF have been obtained via the Discrete Complex Image Method (DCIM). Then, an accurate approximation of the spectral-domain DGF has been achieved via the Generalized Pencil of Function (GPOF) method. Therefore, the closed-form of the spectral-domain DGF, expressed under the form of Sommerfeld Integrals (SIs), has been calculated analytically. Finally, the integral equation(s) associate to the electromagnetic problem is solved by applying the Method of Moments (MoM).Validations with respect to experiments and commercial simulation software have been performed to test the model. A large set of configurations have been chosen in order to address realistic configurations involving multiple narrow cracks embedded in different layers of a given multilayered structure. The model proposed has shown its promising performance in terms of computational time compared with the VIM and the FEM. Moreover, a very good agreement with respect to the experimental data has always been observed. In the last and very recent part of our work, a coupled approach between BEM and VIM has been studied and developed in order to address, in a efficient way, problems where narrow cracks appear in the vicinity of with volumetric flaws (for example the simulation of fastener sites inspections). Comparisons with experimental measures have shown that the coupled approach is capable to achieve, overall, better results than the VIM and saves a lot of computational time
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Derouiche, Ziane. "Caractérisation des milieux hétérogènes par traitement du signal ultrasonore haute fréquence rétrodiffusé." Valenciennes, 1994. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/0953f68f-a6e3-4aeb-8bf3-8a70b23ca2d6.
Full textAbstract:
Le développement du cnd s'est accéléré ces dernières années en raison de l'intérêt que portent les industriels à ces nouvelles méthodes de contrôle, pour des raisons techniques et économiques. L’arrivée de nouveaux matériaux de structure de plus en plus complexe et aux performances élevées par rapport aux matériaux classiques exige des contrôles de qualité très stricts durant le processus de fabrication et jusqu'au suivi en utilisation. Notre travail contribue à la caractérisation des matériaux hétérogènes par ultrasons, avec des applications sur des matériaux composites a matrices métallique et organique. Notre démarche consiste à combiner l'apport des ultrasons haute fréquence à celui du traitement du signal pour fournir des informations quantitatives sur des matériaux étudiés. L’utilisation d'ondes ultrasonores de fréquence élevée permet d'obtenir un meilleur pouvoir de résolution ainsi qu'une sensibilité plus importante des ondes aux microstructures. Nous présentons des méthodes de traitement du signal permettant d'extraire la signature des réflexions sur les hétérogénéités; et l'évaluation du paramètre d'espacement moyen entre diffuseurs de la structure hétérogène, à partir des informations contenues dans le signal rétrodiffusé
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Peng, Tao. "Conception et réalisation de micro-capteurs à magnéto-impédance pour le contrôle non destructif." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112407/document.
Full textAbstract:
La capacité à détecter des micro-défauts ou des défauts profonds dans les pièces métalliques constitue un enjeu important pour l'industrie de l'aéronautique ou du nucléaire. La technique de contrôle non destructif (CND) par courant de Foucault est souvent utilisée pour cette application. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d'une collaboration ayant pour but la réalisation et l'intégration de micro-capteurs de champ magnétique basés sur l’effet de magnéto-impédance (MI) à des systèmes de détection par CND. Ces micro-capteurs de structure multicouche (ferromagnétique/conducteur/ferromagnétique) ont été élaborés en salle blanche par dépôt de films minces. Un traitement thermique sous champ magnétique a ensuite permis d’optimiser les propriétés du matériau et d’induire des anisotropies dans le plan des couches ferromagnétiques. Une méthode basée sur la double démodulation d’amplitude du signal de mesure a été proposée pour la caractérisation dynamique des capteurs. Les paramètres importants tel que la géométrie, l’anisotropie et la fréquence d’excitation ont été étudiés afin d’optimiser les caractéristiques. Les résultats ont montré la nécessité de polariser les capteurs en champ. Nous avons donc étudié la possibilité de réaliser, grâce à une technique de micromoulage épais, un microsolénoïde 3D et des travaux préliminaires sur l’intégration d'un capteur dans le microsolénoïde par transfert de film ont été effectués. Enfin, une étude théorique a été réalisée en tenant compte des résultats obtenus expérimentalement. Pour cela, le modèle de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) a été implanté dans un code de calcul électromagnétique par éléments finis permettant de calculer l’impédance du capteur en fonction du champ magnétique appliquéThe capability to detect micro-defects or buried flaws in the metallic parts is an important issue for the aerospace or nuclear industry. The technique of nondestructive testing (NDT) by eddy current is widely used for these applications. This thesis is part of collaboration project aimed at the realization and integration of magnetic field microsensors based on the magneto-impedance (MI) effect for the NDT detection systems. These multilayered structure microsensors (ferromagnetic/conductor/ferromagnetic) were realized in the clean room by thin film deposition method. A post-annealing step with magnetic field was then used to optimize the material properties and to induce magnetic anisotropy in the ferromagnetic layers. A method based on the double amplitude demodulation was proposed for the dynamic characterization of the sensors. The important parameters such as the geometry, the anisotropy and the driven frequency were studied in order to optimize the characteristics. The results showed that a bias field is necessary for the application. Therefore, we have investigated the possibility to realize, through thick micromoulding technique, a 3D microsolenoid and preliminary work on integrating a sensor in the microsolenoid by film transfer has been carried out. Finally, a theoretical study was investigated by taking into account the results obtained experimentally. For this purpose, the model of Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) has been implemented in an electromagnetic finite element calculation program in order to determine the impedance of the sensor as a function of the applied magnetic field
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Merabet, Lucas. "Etude d’algorithmes de reconstruction ultrasonore dans le domaine de Fourier pour l’imagerie rapide 2D et 3D en contrôle non- destructif." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLET060.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’intéresse à l’imagerie ultrasonore multi-éléments pour le Contrôle Non-Destructif (CND), et vise à accélérer l’imagerie échographique en 2D et 3D. Les méthodes étudiées s’inspirent des algorithmes de reconstruction dans le domaine de Fourier (f-k) en imagerie sismique. La littérature montre que ces méthodes offrent un avantage numérique par rapport à celles dans le domaine temporel basées sur un principe de focalisation en émission/réception. D’autre part, l’essor des traducteurs multi-éléments a permis d’explorer de nouveaux modes d’émission, comme les ondes planes en imagerie médicale ultra-rapide. Dans cette thèse, on se propose de combiner les algorithmes rapides du domaine f-k avec des émissions planes pour calculer des images aussi rapidement que possible. Ces algorithmes sont adaptés pour traiter des configurations d’inspection usuelles en CND. Une analyse des complexités algorithmiques, des temps de calcul et de la qualité des reconstructions est menée en 2D. La comparaison avec la méthode temporelle Plane Wave Imaging (PWI) démontre un avantage certain pour l’imagerie f-k. Ces avantages sont confirmés en 3D où l’on démontre que cette dernière améliore la qualité d’image tout en réduisant le temps de calcul d’un facteur allant jusqu’à 300 par rapport à PWI. Enfin, la méthode f-k est généralisée à l’imagerie multimodale pour la caractérisation de fissures. La théorie est d’abord présentée, puis on montre qu’il est possible d’améliorer la qualité des reconstructions grâce à un fenêtrage des fréquences spatiales de l’image. Ce filtre spectral élimine des artéfacts d’imagerie liés à des échos de géométrie, améliorant ainsi le contraste des imagesThis research work deals with ultrasound imaging with transducer arrays for Non Destructive Testing (NDT), and aims at speeding up the formation of 2D and 3D images. The methods studied in this manuscript are inspired from reconstruction algorithms in the Fourier frequency-wavenumber (f-k) domain introduced in seismic imaging in the 70’s. The literature shows that f-k methods offer a numerical advantage over the more conventional time-domain focusing algorithms. On the other hand, the rise of transducer arrays has allowed for the exploration of new emission modes, such as plane wave emissions in ultra-fast medical imaging. In this thesis, we propose to combine fast f-k algorithms with plane wave emissions to form 2D and 3D images as fast as possible. These algorithms are adapted to deal with realistic NDT inspection configurations. Analyses of algorithmic complexities, computation times, and image qualities are carried out in 2D, and a comparison with the time-domain Plane Wave Imaging (PWI) shows a clear advantage for f-k methods. This is confirmed in 3D, where we show that Fourier domain algorithms improve image quality while reducing computation times by a factor up to 300 compared to PWI. Finally, the f-k methods are generalized to multi-modal imaging to characterize cracks. The theory, which accounts for mode conversions and reflections at the specimen interfaces, is first presented, and we then demonstrate that it is possible to improve the reconstruction quality thanks to spectral windowing in the image frequency-domain. This spectral filter cancels undesired artifacts caused by interface echoes, and improves the image contrast
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Rodríguez, González Cristina. "Sistema automatizado de detección de defectos en piezas metálicas mediante ensayos no destructivos con ultrasonidos." Doctoral thesis, Universidad de Cantabria, 2012. http://hdl.handle.net/10803/90838.
Full textAbstract:
Esta Tesis Doctoral presenta un sistema automatizado de inspección no destructiva de materiales usando ultrasonidos para la detección de heterogeneidades en piezas metálicas, en concreto, de acero al carbono de tipo S275JR. Para ello, se han utilizado guías lineales que se han automatizado con motores paso a paso cuyos movimientos se controlan desde el computador, mediante una aplicación gráfica diseñada específicamente para este trabajo.
Una vez detectados los defectos, se permite una posterior clasificación de los defectos según morfología, posición y tamaño con programas que utilizan algoritmos basados en Reconocimiento de Patrones. Tras su ejecución se obtienen los informes de resultados indicando la estimación de los datos buscados.This Thesis presents an automated system to the inspection of materials using ultrasounds to the detection of heterogeneities in metallic pieces, in particular, carbon steel S275JR. For that, it used linear guides that have been automated with stepper motors, whose movements are controlled from the computer using a graphic application designed specifically to this research. When defects are detected, it allows the later classification of defects according to their morphology, size and position with programs that use algorithms based on Pattern Recognition. After execution of the programs, results reports provide an optimal estimation of expected data.
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Charvátová, Eliška. "Svařování heterogenních spojů laserem." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2021. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-443774.
Full textAbstract:
This diploma thesis deals with welding of two dissimilar materials by laser. The samples were welded by direct beam guidance and wobbling, with and without using high alloy filler material and with the use of a diffusion barrier in the form of nickel. Welding was done with different shielding atmospheres. Nondestructive (VT, PT, UT-PA, RT) and destructive tests were performer (tensile test at room and elevated temperatures, microhrardness). Metalography was suplemented by EDX analysis of selected elements.
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Trifonov, Andrey. "Contrôle non destructif par des méthodes d'acoustique non linéaire pour des applications aéronautiques." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0006/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est une contribution au développement des méthodes d’acoustique non linéaire pour le contrôle non destructif et l’imagerie de défauts de type contact dans les solides.Dans ce travail, des modifications sont proposées pour deux méthodes récentes de contrôle non destructif par acoustique non linéaire : l’interférométrie de coda couplée au retournement temporel, et l’imagerie non linéaire par ultrasons aériens. Le principal avantage de la première méthode est sa sensibilité extrême liée à l’accumulation des effets induits par des changements, même faibles, des propriétés de l’échantillon durant la formation de la coda. La deuxième méthode apporte une approche complémentaire en permettant de réaliser un contrôle sans contact. Les techniques développées ont été testées sur des échantillons présentant des défauts artificiels à des emplacements connus. Les performances de chacune des méthodes ont été étudiées.La deuxième partie de ce travail porte sur la description théorique des non-linéarités acoustiques de contact et leur utilisation pour le développement d’une boite à outils numériques permettant la simulation d’ondes acoustiques dans des structures complexes contenant des contacts internes. Un model physique décrivant le décalage tangentiel de deux corps en contact en présence de friction est proposé. Il aboutit à une solution analytique pour la relation présentant une hystérésis entre les déplacements de contact normal et tangentiel et les chargements. Ce modèle est utilisé comme condition aux frontières pour les surfaces de contact internes (défauts) dans un modèle de propagation d’ondes acoustiques utilisant un logiciel d’éléments finis commercialThis PhD thesis work contributes to the development of nonlinear elastic methods for non-destructive testing and imaging of contact-type defects in solids.In this work, two modifications of recent nonlinear nondestructive testing methods are suggested: the coda wave interferometry combined with the nonlinear time reversal principle and air-coupled nonlinear ultrasonic imaging. The principal advantage of former technique is in its extremely high sensitivity owing to the fact that weak changes in sample's parameters are accumulated and finally greatly amplified during the formation of the coda wave. The other technique has a complimentary strength and offers a possibility of a remote detection. The developed techniques are tested on samples with artificially fabricated defects at known locations. The performance of each method is accessed and the potential for obtaining robust nonlinear images is demonstrated.The second part of the work is concerned with a theoretical description of contact acoustical nonlinearity and its use for creating of a numerical toolbox capable of simulating wave propagation in complex structures containing internal contacts. A physical model describing the tangential shift of two contacting bodies in the presence of friction has been proposed. Its result is an analytical computer-assisted solution for hysteretic relationships between normal and tangential contact displacements and loads. The contact model and derived load-displacement relationships are used as boundary conditions posed at the internal boundaries (contact surfaces) in a finite element wave propagation model programmed via commercial software
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Copin, Etienne. "Fonctionnalisation de barrières thermiques aéronautiques YSZ issues de la voie sol-gel : mesure de température et diagnostic de l'endommagement par fluorescence." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2015. http://www.theses.fr/2015EMAC0011/document.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de développer des systèmes de Barrières Thermiques (BT) « capteurs » base zircone yttriée (ZrO2 + 9.8mol% Y2O3, YSZ) déposés par voie sol-gel selon un procédé de trempage-retrait. Ceux-ci sont dédiés à la mesure de la température par des méthodes de thermométrie par fluorescence et au suivi de l'endommagement dans l'épaisseur des revêtements. Les méthodes proposées sont basées sur le suivi de l'évolution, notamment avec la température, des propriétés de photoluminescence de marqueurs fluorescents lanthanides Ln3+, tels que l'europium Eu3+, le dysprosium Dy3+, l'erbium Er3+, le samarium Sm3+ ou encore le thulium Tm3+. Ceux-ci sont directement incorporés dans la structure de la zircone, semi-transparente dans le domaine d'émission visible de ces marqueurs. Un banc de mesure des propriétés de fluorescence (spectres, intensités et temps de vie) a spécifiquement été développé dans ce but. La caractérisation des différents couples YSZ:Ln3+ sous forme de poudres synthétisées par voie sol-gel a permis d'optimiser les compositions de manière à maximiser l'intensité du signal de fluorescence tout en préservant les propriétés microstructurales requises pour une BT. Les dépôts sol-gel réalisés par trempage-retrait permettent la fabrication de prototypes de BT multicouches fonctionnalisées intégrant jusqu'à trois couches fluorescentes de longueurs d'onde d'émission distinctes. De tels systèmes architecturés permettent de sonder optiquement la totalité de l'épaisseur de zircone déposée pour de futures applications visant à évaluer les gradients thermiques siégeant dans le volume des revêtements. Des BT fonctionnalisées contenant des défauts de délamination pré-calibrés à l'interface métal/céramique ont été également utilisées pour comparer l'intérêt d'une méthode de fluorescence accrue par réflectance et d'une méthode de thermographie infrarouge pour le suivi et l'évaluation des processus d'endommagement précurseurs de l'écaillage. Enfin, le potentiel qu'offrent les poudres de zircone YSZ:Ln3+ dopées en tant que marqueurs fluorescents de l'histoire thermique, alternatifs aux peintures thermiques utilisées industriellement, a aussi été analyséThe aim of this work is to develop and study yttria stabilised zirconia (ZrO2 + 9.8at% Y2O3, YSZ) based thermal barrier coating (TBC) « sensor » systems deposited by a dip coating sol-gel process, and dedicated to temperature measurement and to the monitoring of damaging occuring within the thickness of the coatings, using fluorescence thermometry methods. These methods are based on the monitoring of the fluorescence properties of photoluminescent activators from the trivalent lanthanide ions group (Ln3+), such as samarium Sm3+, europium Eu3+, dysprosium Dy3+, erbium Er3+ and thulium Tm3+. These activators are directly incorporated into the zirconia YSZ host matrix lattice, which is semi-transparent at their emission wavelengths mainly falling in the visible range. An experimental set up was especially developped for the application of these methods. The characterisation of the different YSZ:Ln3+ powders synthesized by a sol-gel process allowed to optimise the compositions, and thus maximize the fluorescence signal intensity while avoidind any alteration of the zirconia crystal structure required from for a TBC material. The sol-gel dip coating process allowed to deposit functionalised multilayer TBC prototypes integrating up to three fluorescent layers with distinct emission wavelengths distributed throughout the thickness. Such coating architectures allow, with the fluorescence thermometry methods identified, to optically probe the coating across the whole thickness for future applications aiming to determine the thermal gradient in TBCs. Functionalised TBCs containing pre-calibrated delamination defects at the metal/ceramic interface were also used to compare the interest of the reflectance enhanced fluorescence method and an IR thermography method for early monitoring of TBC spallation. At last, the potential offered by YSZ:Ln3+ powders as thermal history sensors alternative to temperature sensitive paints was also investigated
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Rouge, Clémence. "Modélisation du rayonnement ultrasonore par un traducteur EMAT dans une pièce ferromagnétique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942873.
Full textAbstract:
Le but de la thèse est de modéliser la génération d'ondes élastiques ultrasonores émises par EMATs dans une pièce ferromagnétique, modélisation appliquée au domaine du contrôle non destructif (CND). Les traducteurs EMATs combinent deux physiques différentes : électromagnétisme et élastodynamique. L'enjeu est d'intégrer dans la plateforme de simulation CIVA, dédiée notamment aux CND par courant de Foucault et par ultrasons, les éléments de modélisation inhérents à la problématique multi-physique posée. Ces éléments sont multiples et concernent premièrement la modélisation des forces électromagnétiques créées par un EMAT : la force de Lorentz, existant dans tous milieux conducteurs, et les forces d'aimantation et de magnétostriction, spécifiques aux milieux ferromagnétiques. Deuxièmement, la modélisation proposée prend aussi en compte le phénomène de création d'harmoniques, phénomène dû aux différentes forces et traduisant le fait que les fréquences de l'onde ultrasonore émise peuvent être des harmoniques des fréquences du signal d'excitation de l'EMAT. Le modèle de forces et de création d'harmoniques permet de modéliser des situations de contrôle non prises en compte par les modèles de la littérature, notamment lorsque les champs statiques créés par l'EMAT sont faibles ou lorsque le courant d'excitation possède une forte intensité. Enfin, les forces électromagnétiques sont transformées en contraintes surfaciques équivalentes pour correspondre au formalisme des données d'entrée des modèles de rayonnement des ondes élastiques implémentés dans CIVA. L'outil informatique développé permet donc de traiter toute configuration et condition d'utilisation des EMATs, constituant un outil d'optimisation de leur conception. Les caractéristiques électromagnétiques de différents matériaux, données par l'expérience, sont utilisées pour mener diverses études paramétriques.
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Vu, Quang Anh. "Evaluation du béton d'enrobage par acoustique non linéaire et ondes de surface." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4712/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le contexte des contrôles non destructifs du béton par ultrasons. Nous focalisons notre étude sur les mesures en acoustique non linéaire qui permettent d’ausculter le béton à l’échelle mésoscopique où les ondes interagissent avec les microfissures et le réseau de porosité. Les paramètres associés sont connus comme étant beaucoup plus sensibles que ceux issus des mesures linéaires. Le béton est un matériau hétérogène et complexe, ce qui présente un comportement fortement non linéaire croissant avec l’état endommagé.Nous développons dans cette thèse un type de mesure non linéaire : Dynamic Acousto-Elastic Testing (DAET). Cette technique fondée sur le principe d’une excitation dynamique du matériau, utilise les ondes ultrasonores pour suivre la variation du comportement élastique en fonction de l’amplitude d’excitation. Nous focalisons notre étude sur le problème du béton d’enrobage qui tient un rôle essentiel dans la durée de vie d’une structure de génie civil. Nous étudions l’interaction des mesures non linéaires par DAET avec les ondes de Rayleigh qui se propagent dans le béton d’enrobage. Nous montrons la sensibilité importante de l’évolution de paramètres non linéaires en fonction de l’endommagement thermique et de la carbonatation.Par la suite, nous proposons une nouvelle méthodologie de la mesure DAET, dans laquelle la vibration transitoire est générée par un impact et les ondes sont générées en continue. Nous présentons différentes applications de la méthode proposée, incluant le cas des éprouvettes de grandes dimensions. Cette approche ouvre de larges possibilités de transposer les mesures pour une application sur siteThis thesis is related to the field of nondestructive evaluation of concrete by ultrasound. We focus our study on nonlinear acoustic-based measurements that allow the concrete auscultation at mesoscopic scale where waves interact with microcracks and porosity network. The nonlinear parameters are known to be much more sensitive than those from linear measurements. Concrete is a heterogeneous and complex material. Its behavior is highly nonlinear with increasing damaged state.We develop in this thesis a type of nonlinear measurement: Dynamic Acousto-Elastic Testing (DAET). This technique is based on the principle of a dynamic excitation of the material, using ultrasounds to follow the variation of the elastic behavior depending on the excitation amplitude. We focus our study on the problem of concrete cover which holds a key role in the life of a civil engineering structure. We study the interaction of the DAET measurement with the Rayleigh waves which propagate in the concrete cover. We show the high sensitivity evolution of non-linear parameters in function of thermal damage and carbonation.Subsequently, we propose a new methodology of DAET measurement, in which the transient vibration is generated by an impact and ultrasounds are generated continuously. We present different applications of the proposed method including the case of large specimens. This approach opens broad possibilities of transposing measurements for on-site application
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Haller, Kristian. "Nonlinear Acoustics Applied to NonDestructive Testing." Licentiate thesis, Karlskrona : Blekinge Institute of Technology, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-00374.
Full textAbstract:
Sensitive nonlinear acoustic methods are suitable for material characterization. This thesis describes three nonlinear acoustic methods that are proven useful for detection of defects like cracks and delaminations in solids. They offer the possibility to use relatively low frequencies which is advantageous because attenuation and diffraction effects are smaller for low frequencies. Therefore large and multi-layered complete objects can be investigated in about one second. Sometimes the position of the damage is required. But it is in general difficult to limit the geometrical extent of low-frequency acoustic waves. A technique is presented that constrains the wave field to a localized trapped mode so that damage can be located.
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Pardoe, Andrew Charles. "Neural network image reconstruction for nondestructive testing." Thesis, University of Warwick, 1996. http://wrap.warwick.ac.uk/44616/.
Full textAbstract:
Conventional image reconstruction of advanced composite materials using ultrasound tomography is computationally expensive, slow and unreliable. A neural network system is proposed which would permit the inspection of large composite structures, increasingly important for the aerospace industry. It uses a tomographic arrangement, whereby a number of ultrasonic transducers are positioned along the edges of a square, referred to as the sensor array. Two configurations of the sensor array are utilized. The first contains 16 transducers, 4 of which act as receivers of ultrasound, and the second contains 40 transducers, 8 of which act as receivers. The sensor array has required the development of instrumentation to generate and receive ultrasonic signals, multiplex the transmitting transducers and to store the numerous waveforms generated for each tomographic scan. The first implementation of the instrumentation required manual operation, however, to increase the amount of data available, the second implementation was automated.
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Liu, Zheng. "Studies on Data Fusion of Nondestructive Testing." Kyoto University, 2000. http://hdl.handle.net/2433/180956.
Full textAbstract:
本文氏名 : 刘(劉) 征Kyoto University (京都大学)
0048
新制・課程博士
博士(工学)
甲第8362号
工博第1927号
新制||工||1171(附属図書館)
UT51-2000-F266
京都大学大学院工学研究科資源工学専攻
(主査)教授 花崎 紘一, 教授 英保 茂, 教授 芦田 讓
学位規則第4条第1項該当
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McLaren, S. "High-resolution ultrasonic non-destructive testing." Thesis, City University London, 1987. http://openaccess.city.ac.uk/8335/.
Full textAbstract:
The use of ultra-short pulse wideband ultrasonic transducers in Non-Destructive-Testing (NDT) has been investigated both theoretically and experimentally. It is demonstrated that the resolution of pulse-echo NDT is affected by diffraction effects which also complicate the interpretation of echo signals. These diffraction effects are interpreted in terms of the plane- and edge-wave model of *transducer fields. Improverents can be obtained by the use of non-uniformly excited transducers of two basic types: the first, the plane-wave-only (PWO) source; is more strongly excited at its centre than towards the rim, where the excitation is gradually reduced to zero in order to remove the edge wave. The second type, an edge-wave-only (EWO) source, is more strongly excited at its rim than in the centre, thereby effectively removing the plane wave. Computer modelling of pressure waveforms in the field of PWO and EWO sources has been carried out using an extension to the impulse response method. Experimental point-pressure waveform measurements in the field of a prototype EWO transducer, made using a miniature ultrasonic probei are in reasonable agreement with the calculated results. Detailed calculations are made of the transmit-receive mode (pulse-echo) responses arising from solid targets of various size in a flu- id medium interrogated by uniformly and non-uniformly excited sources. The theoretically predicted results are in good agreement with experimentally measured results obtained using a conventional transducer and an equivalent prototype EWO transducer. The effects of target size, field position and material on both the amplitude and shape of the echo responses are investigated. The structure of the responses is explained in terms of the plane and edge waves radiated by the source. Implications for the use of techniques to both size (Distance, Gain, Size curves) and characterise (ultrasonic spectroscopy) defects are examined. The applications of new, nonuniformly excited transducers in high-resolution NDT and ultrasonic imaging are evaluated.
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Warren, Laura. "Non destructive testing of drystone walls." Thesis, University of Bath, 2018. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.760966.
Full textAbstract:
Drystone structures have been widely used throughout the UK and other parts of the world for hundreds of years. Many of these structures are still in use today with many of the existing drystone structures within the UK being over 100 years old. Drystone construction techniques have formed over the years to make best use of stone properties, enabling these structures to resist the loadings upon them. Typical construction styles can often be attributed to certain types of stone, each with their own characteristics. Within these styles subtle variations can be found, often specific to an area, which work best with the properties of the local stone types. The predominant use of drystone structures also influences the way in which they are built in a particular area. This has been demonstrated in comparing the construction within the UK to that in the Cevennes area of France. The existing retaining wall stock needs to be assessed by the authorities that manage them. Many of these walls support highways and infrastructure, so adequate assessment and monitoring of these structures is vital to ensuring these services are maintained. Assessment of a structure mainly relies on engineering judgement, often with little to no prior knowledge of its behaviour or details of its construction. This thesis studies a wide number of walls both in the UK and France to understand qualitatively the construction of these structures, and how the material used together with local practise influences the overall construction. This in turn influences the ways in which loads are resisted by each of the main construction types. Following from this it goes on to look at practical ways in which assessment could be aided by identifying features within a wall that are known to assist or hinder a wall’s performance. The main technique developed for this is thermal imaging. Through practical studies and thermal modelling, a number of proposals have been put forward regarding the best times of day for using this technique. The type of features that may be identified has also been examined and discussed.
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Hedlund, Nadja. "Non-Destructive Testing Of Concrete Bridges." Thesis, Luleå tekniska universitet, Byggkonstruktion och brand, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-81923.
Full textAbstract:
Non-destructive testing is of great value in cases where a structure's future is investigated to find out what the best measure is. It is not always the best solution to demolish and build new. Many structures can be repaired and function several more years. In this thesis the main goal is to investigate some different non-destructive techniques and learn more about difficulties and strengths. The test subjects will be a cast T-beam in a laboratory environment as well as a case study of a railway bridge in Abisko. The different testing equipment being used in this thesis is a covermeter, a rebound hammer and ultrasonic pulse velocity. For both the T-beam and the bridge the results are overall very good. The covermeter is proven to be both easy to use and very reliable and the ultrasonic pulse velocity was more to learn about and more difficult but is giving very good results as well. Conclusions after the thesis project is that it requires a lot of experience of the user and time to make non-destructive testing useful and competitive in the society. Getting all the pieces together it is a powerful tool that hopefully is a sustainable asset in the future, regarding both economic and environmental issues.