Durant ces dernières années, les techniques de détection et d'identification des dommages dans les structures ont bénéficié d'importants efforts de recherche ; plusieurs méthodes non destructives de détection des dommages, telles que celles basées sur l'analyse modale, ont été développées. Le problème qui se pose pour ces techniques est leur faible performance face aux exigences de l'industrie pour une détection précoce des fissures. Dans ce travail, une rétrospective des principaux paramètres modaux est effectuée, dans le but d'en discuter leurs sensibilités face à l'identification précoce d'une fissure transversale dans une poutre d'acier (arbre, tube, barre, etc.) et de rechercher d'éventuelles propriétés plus sensibles, le cas échéant. Les résultats préliminaires expérimentaux obtenus ont, comme prévu par l'étude bibliographique, montré que les paramètres utilisés présentent une faible sensibilité due au fait qu'ils sont tributaires des erreurs de mesure et du taux de variation de la raideur globale de la structure. En effet, bien que les tests aient couvert une large gamme de modes, les résultats restaient toujours au-dessous de nos espérances pour ce qui concernait les premiers stades de fissuration. Or, il s'avère, d'après la théorie, que la flexibilité locale est largement affectée aux faibles tailles de fissure. L'étude d'autres paramètres de bonnes caractéristiques locales semble être la voie vers une amélioration de la technique de détection précoce des fissures. Des paramètres tels que la raideur locale ont été utilisés. Les résultats d'études portant sur la sensibilité des propriétés modales et des paramètres introduits sont présentés et discutés dans cet article.

For rotating machines maintenance and industrial inspection, cracking phenomena are unpredictable events, since the occurrence of a crack and its growth are unavoidable during the system time-life. Current models for cracks behaviour in shafts or tubes were developed thanks to beams theory and finite element method. Even though the beam models are simplified, they provide acceptable results for most cases encountered in practice. The modelling of cracked beams and tubes is based on the addition of a local flexibility due to the crack to the intact structure. However, when the crack depth exceeds the beam’s radius, the models results diverge from experimental observations; in general, the models give a higher global rigidity and do not perform a complete assessment of the local flexibility of the tube. This is true in the particular case of thick tubes. As a result, the lifetime is underestimated. Therefore, an investigation overview of the models behaviour origins demonstrates that the rigidity’s rise was unrealistic. The investigation shows that the generic models underestimate the effect of the section’s geometry change in stiffness’s computation, during the crack depth growing process. The present paper proposes a new approach to improve these models’ accuracy. Therefore, some modification to the models has been performed in order to correct the beam’s model and to complete the assessment of the local flexibility calculations of the tube. Those modifications have been tested within the two beam models. The assessment of the updated models has shown good agreement for the stiffness even when the crack depth exceeded the beam’s radius.

No abstract

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