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Modelling of Electromagnetic Acoustic Transducers (EMAT) for the Nondestructive Testing (NDT) of Ferromagnetic Materials ; Modélisation des traducteurs électromagnétiques acoustiques (EMAT) pour le contrôle non-destructif (CND) de milieux ferromagnétiques

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  • Additional Information
    • Contributors:
      Laboratoire Simulation et Modélisation Acoustique (CEA, LIST) (LSMA (CEA, LIST)); Département Imagerie et Simulation pour le Contrôle (CEA, LIST) (DISC (CEA, LIST)); Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)); Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay; Université Paris Saclay (COmUE); Alain Lhémery
    • Publication Information:
      CCSD
    • Publication Date:
      2018
    • Collection:
      HAL-CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives)
    • Abstract:
      An electromagnetic acoustic transducer (EMAT) induces without contact dynamic sources in a ferromagnetic material which radiate ultrasonic waves used for its nondestructive evaluation (NDE).Taking account of the anhysteretic magnetic and magnetostrictive constitutive laws predicted by a simplified multiscale approach, the transduction model derives the electro-magnetic and magnetostrictive stresses tensors, well-fitted for the definition of electromagnetic and magnetostrictive sources induced by EMAT, irrespective of the piece geometry, of the material properties and of the transducer design.To efficiently predict ultrasonic field radiation with the CIVA platform, a method to transform body sources into equivalent surface stresses is developed. As a result, an equivalent surface source is derived to accurately depict all the transduction processes induced by EMAT in nonlinear magnetic material. The model is used to quantify the weight of each transduction mecanism, to illustrate effects of nonlinear magnetoelastic behaviors of materials, to enlighten the impact of elastic residual stresses on transduction sources. It is applied in a given EMAT NDE configuration to illustrate how the developed tools can help optimizing EMAT design, and its predictions are succesfully compared to experimental measurements. ; Un traducteur électromagnétique acoustique (EMAT) induit sans contact des sources dynamiques responsables du rayonnement ultrasonore transmis dans une pièce pour son contrôle non-destructif (CND).Un modèle de sources de transduction induites par EMAT en milieux ferromagnétiques est développé. Il prend en compte des courbes anhystérétiques d’aimantation et de déformation de magnétostriction prédites par une approche multi-échelle simplifiée, et dérive formellement les tenseurs des contraintes électromagnétiques et magnétostrictives adaptés à la formulation des sources électromagnéto-élastiques induites par EMAT dans une très large gamme de configurations d’inspection.Pour simuler efficacement le rayonnement ...
    • Relation:
      NNT: 2018SACLX011
    • Online Access:
      https://pastel.hal.science/tel-01767814
      https://pastel.hal.science/tel-01767814v1/document
      https://pastel.hal.science/tel-01767814v1/file/66467_CLAUSSE_2018_archivage.pdf
    • Rights:
      info:eu-repo/semantics/OpenAccess
    • Accession Number:
      edsbas.E32F5EBD