Multibonds cylindrique : Mesure de l'atténuation

Les paramètres d’atténuation pour la cale d’étalonnage ont été obtenus en effectuant avec différentes valeurs des trois paramètres à entrer dans CIVA plusieurs simulations des échos T directs de TGs. A l’issue de chaque simulation une courbe est tracée avec :

• en abscisse : la distance aller/retour parcourue dans la pièce entre le point d’impact de l’axe T du capteur et les TGs aux différentes profondeurs.
• en ordonnée : les amplitudes maximales des échos directs T de ces TGs.

Cette courbe simulée a été comparée à la courbe expérimentale. En fonction du résultat, les paramètres de l’atténuation ont été ajustés pour  améliorer l’accord entre les courbes simulée et expérimentale. Finalement, les 3 paramètres ayant permis d’obtenir la décroissance la plus fidèle par rapport à l’expérience, sont :

• coefficient d’atténuation : 0.085dB/mm
• exposant d’atténuation : 2
• fréquence : 5MHz

La comparaison des résultats expérimentaux et simulés est présentée ci-dessous.

L’évolution de l’amplitude en fonction de la profondeur du TG avec l’atténuation paramétrée montre un bon accord simulation expérience.

 

L’utilisation des paramètres d’atténuation de la cale d’étalonnage pour les calculs d’échos dans la cale plane a permis d’obtenir des amplitudes simulées d'échos multiples du TG et de l’entaille débouchant en fond de pièce beaucoup plus faibles que celles mesurées expérimentalement. Etant donné que les prédictions de CIVA dans ces configurations ont été validées par ailleurs, les écarts observés sont donc dus à des paramètres d’atténuation dans CIVA qui sont trop forts. Les paramètres d’atténuation de la cale plane ne correspondent donc pas à ceux de la cale d’étalonnage.

Par conséquent, les paramètres d’atténuation de la pièce plane ont été déterminés par la méthode utilisée pour la cale d’étalonnage, c’est-à-dire en ajustant la valeur du coefficient d’atténuation pour obtenir un bon accord entre les courbes simulée et expérimentale des amplitudes des échos multiples du TG en fonction du nombre de rebonds.

Après ajustements successifs du coefficient d’atténuation, les paramètres retenus pour décrire l’atténuation de la pièce plane sont:

• coefficient d’atténuation : 0.045dB/mm
• exposant d’atténuation : 2
• fréquence : 5MHz

Le coefficient d’atténuation dans la cale plane est donc très inférieur à celui obtenu pour la cale d’étalonnage (0.085dB/mm).

La figure ci-dessous présente la superposition de la courbe expérimentale et simulée.

Comme pour les 2 cales précédentes, l’atténuation dans la pièce cylindrique a été obtenue en ajustant les courbes d’amplitude expérimentale et simulée des échos multiple du TG dans le cylindre.

 

Les simulations des échos multiples du TG ont été réalisées avec différents coefficients d’atténuation, les 2 autres paramètres de l’atténuation étant constants (exposant d’atténuation : 2 et fréquence : 5MHz).

Les courbes d’amplitudes des échos du TG en fonction du nombre de bonds sont présentées sur les figures ci-dessous pour respectivement l’incidence de 16° et l’incidence de 19° :

 

Pour l’incidence de 16°, le coefficient d’atténuation pour lequel les courbes expérimentale et simulée s’accordent bien est 0.005dB/mm.

Pour l’incidence de 19°, plusieurs coefficients d’atténuation semblent convenir car les trois échos multibonds mesurés sont associés à des parcours ultrasonores courts pour lesquels l’atténuation a peu d’effet. Il n’y a pas assez de mesures pour permettre de déterminer la valeur du coefficient d’atténuation.

Dans le cas de l’incidence de 16°, la superposition des courbes échodynamiques mesurée et simulée des échos du TG montre d’importantes différences. Cela remet en cause la validité du modèle pour le calcul de ces échos. Pour cette raison, la valeur d’atténuation de 0.005 dB/mm obtenue par ajustement des courbes d’amplitudes mesurées et simulées des échos multibonds du TG n’est pas retenue.

 

Dans le cas de l’incidence de 19°, la courbe échodynamique de l’écho direct est bien prédite par CIVA mais on ne dispose que de 3 échos du TG. C’est insuffisant pour permettre un ajustement précis car ces premiers échos multibonds du TG, correspondant à des parcours ultrasonores dans la pièce assez courts, sont trop peu sensibles à la valeur du coefficient d’atténuation. Il faut néanmoins signaler que le coefficient d’atténuation de 0.025dB/mm semble être celui pour lequel les courbes expérimentale et simulée s’accordent le mieux. De plus, utiliser les réponses du TG à l’incidence de 19° est la configuration la plus favorable pour estimer l’atténuation par la simulation car il n’y a pas d’onde de tête générée à la surface d’entrée du cylindre.

 

Finalement, les coefficients d’atténuation obtenus sont :

• 0.085 dB/mm pour la cale d’étalonnage
• 0.045 dB/mm pour la pièce plane

Ne pouvant déterminer la valeur du coefficient d’atténuation dans la pièce cylindrique, les simulations des échos multibonds des entailles du cylindre seront effectuées avec le coefficient d’atténuation de la cale plane, soit 0.045dB/mm.