EXTENDE

Les outils de simulation en UT comprennent la propagation des faisceaux ultrasonores et leurs interactions avec des défauts ou la géométrie des pièces (échos de fond, de surface, de coin, ombrages). Ils permettent de simuler l’ensemble d’une procédure de contrôle (Pulse écho, tandem ou TOFD) avec une large possibilité de définition de capteurs, de pièces et de défauts.

CAPTEURS

Une large gamme de capteurs ultrasonores est disponible :

• Contact, Immersion ou S/E,
• Pastille d’émission rectangulaire ou circulaire,
• Pastille focalisante mise en forme ou avec une lentille de focalisation,
• Surface d’émission plane, ou focalisée cylindrique, sphérique, bifocale, trifocale ou Fermat,
• Traducteur Emission/Réception séparées, en configurations symétriques ou non-symétriques,
• Capteurs mono ou multi-éléments,
• Barrettes encerclantes ou encerclées pour l’inspection des tubes,
• Capteurs multi-éléments flexibles de découpe 2D ou 3D.

PIECES

Tout d’abord l’utilisateur dispose d’un choix complet de géométries paramétriques :

• Plane, cylindrique, conique, sphérique,
• Paramétriques 3D : coude, piquage ou alésage.

Il est également possible de définir des pièces de type CAO 2.5D, qui correspondent à une pièce formée par un profil complexe, l’extension 3D étant réalisée par une translation ou une révolution de ce profil, ou des pièces CAO 3D. On peut :

• Importer un fichier 2D au format DXF ou IGES,
• Utiliser l’outil CAO intégré à CIVA.
• Les pièces CAO 3D sont importées aux formats IGES ou STEP.

MATERIAUX

Une pièce peut être homogène ou hétérogène (constituée de plusieurs milieux). Chaque milieu peut être constitué d’un matériau isotrope ou anisotrope d’orientation et de symétrie quelconque. Les matériaux peuvent aussi être des composites fibreux, stratifiés ou granulaires. Les caractéristiques acoustiques des matériaux peuvent être définies par l’utilisateur. L’hétérogénéité d’une pièce peut être définie à l’aide de l’outil CAO.

On peut spécifier un bruit de structure dans chaque milieu constituant la pièce (distribution aléatoire de points de densité et réflectivité quelconques, ajustable pour chaque milieu constitutif de la pièce).

Pilotage de capteurs MULTI-ELEMENTS

CIVA permet de définir de nombreuses configurations standards ou avancées de séquences de lois de retard, pour les différents types de capteurs, linéaire, matriciel, annulaire ou sectoriel :

• Définition indépendante de la partie émettrice et de la partie réceptrice,
• Ouverture variable, en taille et position, en émission et/ou réception,
• Commutation électronique, simple ou avancée (groupes d’éléments distincts en E et R).

Les lois de retard peuvent être calculées pour des pièces de géométrie quelconque (canoniques ou complexes) et de structure quelconque (homogène ou hétérogène, isotrope ou anisotrope) dans des configurations des plus simples aux plus avancées, éventuellement différentes à l’émission et à la réception :

• Focalisation en un point ou plusieurs points alignés ou quelconques,
• Balayage électronique,
• Balayage sectoriel,
• Focalisation dynamique en réception (à différentes profondeurs avec ouverture variable),
• Application de lois d’amplitude non uniformes (influence de la non-homogénéité de la réponse des éléments, apodisation de faisceau).

Dans le cas des pièces complexes ou hétérogènes, les lois de retard sont recalculées à chaque position de balayage du capteur.

DEFAUTS

Un nombre quelconque de défauts peuvent être positionnés dans tout le volume d’une pièce quelconque (géométrie complexe ou canonique, homogène ou hétérogène). Ces défauts sont de différents types :

• Réflecteurs étalons : trou génératrice, trou à fond plat et trou à fond hémisphérique,
• Défauts plans, de taille et d’orientation quelconques, rectangulaires, de contour CAO 2D ou semi elliptiques,
• Défauts multi-facettes,
• Inclusions (de forme cylindrique, sphériques ou ellipsoïdale) : défauts constitués d’un matériau solide.

RESULTATS DE CALCULS

Calcul de champs

Un premier module permet de simuler le faisceau ultrasonore rayonné dans la pièce et éventuellement dans le couplant. Le faisceau peut être visualisé dans la matière en amplitude de couleur ou en surface iso-amplitude. Les directions locales et les fronts d’ondes peuvent également être visualisés (et sauvegardés sous forme d’animation).

Calcul d’échos

Ce module permet de simuler l’interaction faisceau/défaut et prédit l’amplitude et le temps de vol des échos de chaque type : direct, écho de coin… Il calcule également les échos de géométrie, l’écho de surface et tient compte des conversions de modes. En configuration TOFD, les échos diffractés en direct par les arêtes des défauts sont simulés ainsi que l’onde latérale et l’écho de fond en tenant compte des effets d’ombrage.

Outils d’analyse

Le logiciel met à disposition une batterie de traitements du signal classiques (filtres, méthode de déconvolution, etc.), ou évolués (ondelettes, déconvolution Double Bernouilli Gaussienne…). Un outil de segmentation permet le regroupement 3D des signaux, la gestion de ces groupes et la création de rapports d’examen.

Des outils de reconstruction sont intégrés au logiciel, en particulier la Focalisation en Tout Point. Ce traitement permet, à l’issue d’une acquisition ou d’une simulation multiéléments, de reconstruire une image présentant en chaque point l’amplitude obtenue en combinant les signaux de manière à focaliser au mieux.
Un utilitaire de tracé de rayon complète ces différents outils (il gère les conversions de mode, les rebonds, permet l’affichage des temps de parcours..).