Résonance Acoustique BF Spectroscopie US Eric Auguste CRESCENZO
Théorie de la résonance acoustique BF Sous l effet d un choc, une pièce se met à vibrer selon plusieurs modes de vibrations et de façon indépendante du lieu de l impact 1er Mode 2ème Mode
Chaine de mesure et démarche d analyse Impact Marteau Mise en vibration de la pièce Acquisition des data Analyse Logiciel d aide à la décision 1. Acquisition de la mesure vibratoire avec un lot d au moins 50 100 pièces saines et défectueuses. 2. En s aidant de la modélisation, calculs ; il s agit d étudier la réponse en fréquences. 3. Comparer avec les résultats obtenus avec les pièces de référence Sélection des bandes de fréquences Analyse multivariable. 4. Utiliser la «tool box» logiciel pour l analyse en automatique.
Principales applications de l analyse acoustique par résonance BF Uniformité d un lot de pièces en termes de duretés ou traitements thermiques Détection de pièces défectueuses : criques de fatigue, contraintes résiduelles, porosités, variations dimensionnelles ; manques d adhésion (collage composites) Nodularité
Quelques principes de base à la détection des défauts Les porosités diminuent la masse de la pièce «Déplacement» du spectre de fréquence vers les H.F. Criques, fissures de fatigue «Déplacement» du spectre de fréquences vers les B.F. par effet d amortissement Création d effets non linéaires : dédoublement de certains pics de fréquence Pièce bonne Pièce défectueuse
Application 1: Tests de nodularité sur pièces en fonte ductile
Application 2: Tests de caractérisation en contraintes résiduelles et variabilité de duretés Tests de conformité des pièces Fréquences de résonance Pièces Bonnes Fréquences de résonance Pièces Défectueuses
Application 2: Tests automatique d analyse en ligne Exemples d installations :
Exemple de diagramme d aide à la décision en considérant deux fréquences d analyse 7300 F1 Range Résultats de tests de conformité en dureté 7200 7100 7000 6900 F2 Range Bleu : Pièces bonnes Rouge : Pièces défectueuses 6800 6700 4800 4900 5000 5100 5200
Application 3 : Exemples d installations dédiées à la détection de pièces fissurées
CONCLUSIONS La résonance acoustique BF est une technique performante ; très rapide de mise en œuvre. Son principal inconvénient est un apprentissage parfois laborieux pour un type de pièces donné. IXTREM développe actuellement de nouveaux moyens pour grandement faciliter sa mise en œuvre.
Spectroscopie US par résonance Principe : Technique relativement ancienne, basée sur l analyse des fréquences de résonance Cette augmentation d énergie US par résonance résulte de parcours sonores qui sont des multiples de des modes de propagation utilisés Elle s apparente à l analyse acoustique BF, mais en maitrisant l excitation (amplitude fréquence)
Différentes approches de la spectroscopie US par résonance Analyse spectrale Bi-Fréquence Analyse harmonique en régime forcé Balayage fréquentiel
Excitation par impact mécanique Pièce d essai Marteau Capteur Magnétoscopie Courbe rouge : pièce sans défaut Courbe blanche : pièce avec défaut Fréquence (Hz)
Excitation multi-fréquentielle en régime entretenu Pièce d essai Courbe rouge : pièce sans défaut Courbe blanche : pièce avec défauts (micro criques) Emetteur Récepteur Glissement en fréquence Fréquence (Hz) Apparition de fréquence Disparition de fréquence
Résonance US par balayage fréquentiel Blanc : Pièces Défectueuses Rouge : Pièces Bonnes
CONCLUSIONS Les techniques acoustiques BF et US par résonance sont des techniques d autant plus performantes que l on travaille à plus haute fréquence Leur mise en œuvre reste un peu lourde à cause de la phase d apprentissage. Des outils logiciels associés à des plateformes d acquisition performantes en cours de développement par IXTREM devrait permettre une vulgarisation de ces technologies Ces techniques sont extrêmement rapides et faciles à automatiser
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