La simulation du contrôle ultrasonore dans les matériaux complexes à EDF R&D
EDF R&D simule la propagation ultrasonore dans les matériaux à structures complexes, en injectant des microstructures réalistes dans le solveur éléments finis Athena.
Figure 1 : Exemple de décomposition du champ ultrasonore (fronts d’ondes) issu de la simulation Athena.
Figure 2 : Configuration de contrôle d’une soudure créée dans l’interface Milena avec affichage de la propagation des fronts d’onde dans la pièce.
Figure 3 : Concepts élémentaires du modèle de microstructure.
Figure 4 : Étapes pour l’obtention d’une microstructure artificielle réaliste (d), à partir d’un cliché de métallographie (a), avec identification des orientations des grains (c).
Comparaison à la structure réelle (b).
Figure 5 : Procédure de création de la microstructure (bidimensionnelle) de soudure à partir de diagrammes de Voronoï allongés.
Tableau 1 : Comparaison des amplitudes simulées et expérimentales de l’écho de diffraction (a) et du bruit de structure (b).
Figure 6 : Configuration de contrôle de la soudure.
Figure 7 : Bscan de l’inspection de la soudure de la figure 5 avec un traducteur ultrasonore à 8 MHz.
Figure 8 : Microstructure virtuelle d’un alliage à base Ni avec une taille moyenne de grains de 750 µm contenant environ 7 000 grains.
Figure 9 : Vue du champ ultrasonore dans une microstructure à gros grains.
Figure 10 : Atténuation ultrasonore mesurée expérimentalement et simulée en fonction de la fréquence pour 3 capteurs de fréquences centrales respectives : 2,25 ; 3,5 et 5 MHz.
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