Contribution to the study of fracture parameters using eddy current sensors and associated signal inversions by an optimization algorithms for crack analysis

Abstract

من أحد اهم الأسباب الرئيسية لانهيار الهياكل هو الشق الذي يعرف بخصائصه التي هي موقعه واتجاهه. للكشف عن مثل هاته الخصائص، هناك العديد من تقنيات الاختبار غير المدمر. اخترنا من هاته التقنيات نهج اختبار الكهرباء الدورانية. في هذا السياق، لدينا ثلاثة مساهمات رئيسية. أولا، قمنا بتحسين النموذج التناظري ثنائي الابعاد للكشف عن اتجاه الشق وأظهرنا التأثير المباشر لشق على مقاومة المستشعر. ثانيا، مددنا المساهمة الى النموذج ثلاثي الأبعاد وقمنا بتطوير معادلة تجريبية تعطي بشكل آلي زاوية الشق بدلالة إشارات الكهرباء الدورانية. ثالثا، اقترحنا نهجا محسنا بديلا للكشف عن زاوية الشق فى حالة المشكلة العكسية وفشل الأساليب المباشرة لإنجاز المهمة. النتائج التي تم الحصول عليها من خلال عمليات المحاكاة المقدمة توضح فعالية التقنية المقترحة لاكتشاف اتجاه زاوية الشق. أثبتت نتائج المحاكاة صحة المساهمات الرئيسية الثلاثة وأظهرت فعالية الأساليب المقترحة لاكتشاف وتوصيف زاوية اتجاه الشقوق. One of the major causes of structures collapse is the crack characterizedby its location, dimensions, and its orientation. To detect such parameters,there are many non-destructive testing techniques. We selected among themthe eddy current testing approach. In this context, we have three main contributions.Firstly, we enhanced the axisymmertic model for the detectionof the crack orientation and we showed the direct effect of the crack orientation on the sensor impedance. Secondly, we extended the contribution tothe 3D model and developed an empiric function that systematically relatesthe crack orientation to the eddy current signals. Thirdly, we proposed analternative optimized approach to detect the crack orientation for the caseof inverse problem and failure of the direct methods to accomplish the task.The simulation results validated the three main contributions and demonstrated the effectiveness of the proposed approaches for the detection andcharacterization of the crack orientation angle. Résumé L'une des principales causes de l'effondrement des structures est la fissure caractérisée par son emplacement, dimensions et son orientation. Pour détecter ces paramètres, il existe de nombreuses techniques des essais non destructives. Nous avons sélectionné parmi eux, l'approche de test à courant de Foucault. Dans ce contexte, nous avons trois contributions principales. Premièrement, nous avons amélioré le modèle axisymétrique pour détecter l'orientation de la fissure et nous avons montré l'effet direct de la fissure sur l'impédance du capteur. Deuxièmement, nous avons étendu la contribution au modèle 3D et nous avons développé une fonction empirique qui relie systématiquement l'orientation de la fissure aux signaux de courant de Foucault. Troisièmement, nous avons proposé une approche optimisée alternative pour détecter l'orientation des fissures dans le cas du problème inverse et l'échec des méthodes directes pour accomplir la tâche. Les résultats de simulation ont validé les trois principales contributions et ont démontré l'efficacité des approches proposées pour la détection et la characterisation de l'angle d'orientation de la fissure.