Étude par ondes SH de l'influence de la rugosité d'interface sur la qualité de collage d'une structure plaque/colle/plaque

Abstract

L’étude de la propagation des ondes élastiques dans des plaques présentant des défauts en surface ou en volume trouve sa place dans divers domaines industriels (aéronautique, automobile, aérospatial,…) pour le contrôle de l’état de santé des matériaux. Dans le cadre du contrôle non destructif, l’étude de la propagation d’ondes dans des guides rugueux ouvre la voie à diverses applications, telles la caractérisation de l’état de surface d’un matériau ou de la qualité de collage dans une structure assemblée, la détection d’effets de corrosion ou d’imperfections d’usinages… L’étude menée ici porte plus particulièrement sur les effets de rugosité aux interfaces d’un tricouche (deux plaques isotropes collées par une couche mince de colle, les interfaces entre la couche de colle et les deux plaques étant supposées rendues rugueuses pour améliorer l’adhésion), les plaques n'étant pas obligatoirement de même nature , en vue de caractériser cette rugosité et par-delà d'analyser son influence sur la qualité de collage du tricouche. Une approche analytique basée sur une formulation intégrale adaptée à la propagation en ondes SH dans une plaque avec surfaces rugueuses (1) est utilisée pour déterminer les champs de déplacements dans les deux plaques. Les relations entre champs de déplacements acoustiques et profils de rugosité peuvent être étudiées pour tous types de rugosité (de dimensions faibles par rapport aux épaisseurs de la plaque). La relation entre les densités spectrales de puissance (DSP) des profils de rugosité et les courbes de dispersion est établie pour mettre en évidence les couplages des modes dans le cas de divers types de rugosités (régulière ou aléatoire). (1) T. VALIER-BRASIER, C. POTEL, M. BRUNEAU, 'Shear acoustic waves polarized along the ridged surface of an isotropic solid plate: mode coupling effects due to the shape profile', J. Appl. Phys.,108 (7), 074910 (2010), (9 pages).