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RFM N° 1999_1

Sommaire/Table of contents

 3rd International Conference/3ème Conférence Internationale

Acoustical and Vibratory Surveillance Methods and Diagnostic Techniques

Méthodes de surveillance et techniques de diagnostic acoustiques et vibratoires

 Manifestation soutenue par la Délégation Générale de l'Armement
la Région Picardie et par Electricité de France

Senlis, France, October 13-15, 1998 Senlis, France, 13 au 15 octobre 1998

M. El Badaoui Contribution du cepstre d'énergie au diagnostic de réducteur complexe à engrenage ENERGY CEPSTRUM CONTRIBUTION FOR THE DIAGNOSTIC OF COMPLEX GEARS FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
L. Granal Surveillance d'un actionneur électro-iiié anique à partir des mesures lectriques MONITORING OF ELECTROMECHANICAL ACTUATOR BY MEANS OF ELECTRIC MEASUREMENT FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
J. M. Danthez Elimination temporelle des raies spectrales par exploitation du spectre autocoliérent .TIME CANCELLATION OF PURE TONES . FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
P. Granjon Compensation active des vibrations d'une machine synchrone ACTIVE CONTROL OF SYNCHRONOUS MACHINE VIBRATIONS FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
F.Léonard Comparaison de signatures vibro-acotistiques avec correction de la distorsion temporelle par corrélation multiéchelle VIBRO-ACOUSTIC SIGNATURE COMPARISON A.ND TIME-WARPING CORRECTION WITH MULTISCALE CORRELATION FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
M. Yadavar Applications de la transformée en ondelettes pour le diagnostic de systèmes ni caniqiies.APPLICATIONS OF THE WAWELET TRANSFORM FOR DIAGNOSTICS OF MECHANICAL SYSTEMS FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
Z. Orlowski - Diagnostic des turbines à vapeur DIAGNOSTIC OF STEAM TURBINES FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
F. Duffeau Surveillance vibratoire des enroule ierits d'alternateurs de grande puissance VIBRATION MONITORING OF LARGE GENERATOR STATOR END WINDING  FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)
E. Aassif Analyse tenips-fréquence de la pression complexe diffusée par des tubes iniiiiergés TIME-FREQUENCY ANALYSIS OF THE COMPLEX PRESSURE SCATTERED BY IMMERSED TUBES FR_P.gif (1262 octets) UK_P.gif (1239 octets)

ARTICLES LIBRES

 

B. Dufour Mécanique et patrimoine

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T. Boukharouba Lois de fissuration pour les défauts de surface de forme semi-elliptique CRACK PROPAGATION LAWS FOR THE SEMI-ELLIPTICAL SURFACE DEFECT

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Résumés/Abstracts

REVUE FRANCAISE DE MECANIQUE Numero 1999-1

CONTRIBUTION DU CEPSTRE D'ENERGIE AU DIAGNOSTIC DE REDUCTEUR COMPLEXE A ENGRENAGE

par M. EL BADAOUI, F. GUILLET, J. DANIERE

L.A.S.P.I, IUT de Roanne Université Jean Monnet

20, avenue de Paris 42334 Roanne

e-mail : badaoui@univ-st-etienne.fr

 

Ce travail concerne le diagnostic d'un réducteur à engrenage, en fin de chaîne d'assemblage, à partir de l'analyse cepstrale de signaux accélérométriques acquis sous échantillonnage angulaire. L'objectif de cette étude est d'identifier l'origine des défauts dans un contexte de production industrielle particulièrement bruité. Après un rappel de l'expression théorique du cepstre d'énergie d'un signal d'engrènement multiples, puis une rapide étude de l'influence du bruit, nous présentons un cas d'identification et de localisation de défaut.

ENERGY CEPSTRUM CONTRIBUTION FOR THE

DIAGNOSTIC OF COMPLEX GEARS

 

The work deals with the diagnosis of a gear box, in end of assembly line, using cepstrum analysis of accelerometrics signals acquired with angular sampling. The objective of this study is to identify the origin of faults in a particularly of industrial production context After a brief review of the gear signal energy cepstrum expression and a study about the influence of noise we present a case of identification and localization of fault.

 

 

 

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SURVEILLANCED'UN ACTIONNEUR ELECTROMECANIQUE

A PARTIR DES MESURES ÉLECTRIQUES

par L. GRANAL, G. D'URSO, C. VINCENT

EDF, Direction des Etudes et Recherches, Département Surveillance Diagnostic Mlaintenance.

6 quai Watier, 78401 Chatou

e-mail : laurent.granal, guy.durso, claud.vincent@der.edf.fr

 

Les mesures électriques sur l'alimentation de l'actionneur électromécanique apportent des informations utilisables pour la surveillance du mouvement du noyau de la bobine, quand on ne peut pas y avoir directement accès. A partir des mesures électriques (intensité et tension d'alimentation de la bobine), on extrait des descripteurs du mouvement du noyau. Ces descripteurs sont l'inductance de la bobine, la puissance liée à la force électromagnétique et l'intensité de démarrage (intensité lors de la mise en mouvement du noyau).

Ils sont utilisés lors des conditions réelles de fonctionnement du système électromécanique et permettent de remonter aux grandeurs mécaniques que sont : le déplacement du noyau (avec l'inductance), la vitesse du noyau (avec la puissance) et un ordre de grandeur des efforts résistants lors de la mise en mouvement du noyau (avec l'intensité de démarrage). Cette utilisation des mesures électriques pour remonter à des grandeurs mécaniques peut être appliquée sur l'ensemble des composants qui ont un ensemble électromécanique à noyau plongeur. Les descripteurs obtenus permettent aujourd'hui d'envisager la surveillance de ce type de composant, en particulier vis-à-vis des dégradations ou dysfonctionnement comme, un frottement excessif sur le noyau, une vitesse trop lente ou trop rapide (risque de détérioration) du noyau, une course incomplète du noyau, le blocage du noyau (avec sa localisation) et un dysfonctionnement de la bobine (échauffement ou perte d'isolant).

MONITORING OF ELECTROMECHANICAL ACTUATOR BY MEANS OF ELECTRIC MEASUREMENT

Electrical measurement of electromechanical actuator may be used for the monitoring of the mechanical parts out of reach. From the electrical supply measurements (voltage and current), it is possible to extract specific parameters which describe mechanical motion. These parameters are inductance, power of electromotive force and the moving off current (current of the beginning of motion). They are used during actuator operation and allow to reach the mechanical information like displacement (through inductances). speed (through power) and resistance force (through the moving off current). This electrical application may, be applied for any electromechanical actuator with a moving core. These specific parameters allow, to monitor electromechanical actuator with damage or dysfunction like important resistance force on the core, core damage, incomplete core stroke, core locking and coil dysfunction.

 

REVUE FRANCAISE DE MECANIQUE Numero 1999-1

ELIMINATION TEMPORELLE DES RAIES SPECTRALES PAR EXPLOITATION DU SPECTRE AUTOCOHERENT

par J.M. DANTHEZ(*), R. AQUILINA(*")

(*)ASM Ingenierie, 101 rue Pasteur, ZE de La Farlede, BP 240. 83089 Toulon Cedex 9

E-Mail : jean-michel.danthez@wanadoo.fr

(**)DCE/CTSN, BP 28, 83800 Toulon Naval

e-mail: aquilina@newton.ctsn.dga.fr

 Dans le cadre de l'analyse des bruits de machines, nous sommes confrontés à deux types de phénomènes : les raies spectrales. liées à la cinématique des éléments tournants, et le bruit large bande lié aux mouvements de fluides ou aux phénomènes non stationnaires. Les raies spectrales présentent souvent des niveaux énergétiques forts et apparaissent comme des points aberrants dans le spectre. La première phase d'étude du bruit consiste à caractériser les phénomènes les plus énergétiques, les plus audibles, et donc les plus nocifs que sont ces raies. La relation directe entre les fréquences et la cinématique des machines tournantes permet d'attribuer l'origine. Lorsque l'on s'intéresse aux phénomènes large bande, la présence d'une seule raie suffit à gêner l'analyse du fait de son niveau énergétique. En particulier, lors d'une analyse audio, le niveau des composantes harmoniques masque la perception des phénomènes large bande. L'objectif de cette étude porte sur la caractérisation précise des composantes harmoniques et leur suppression dans le signal temporel. L'utilisation d'un nouvel estimateur dénommé Spectre AutoCoherent, basé sur la transformée de Fourier, permet d'atteindre avec une sensibilité et une précision accrues, les paramètres intrinsèques aux raies : fréquence, amplitude et phase. Ces paramètres, déterminés dans le domaine spectral, peuvent alors être utilisés de telle sorte à soustraire, dans le domaine temporel, les composantes harmoniques pures. L'analyse des phénomènes à large bande peut alors être réalisée dans de meilleures conditions, soit par l'analyse audio du signal large bande issu du traitement, soit par toute forme d'analyse stationnaire ou non - stationnaire .

TIME CANCELLATION OF PURE TONES

USING AUTOCOHERENT SPECTRUM

Within the context of the machines noise analysis, we have to deal with two phenomena : the spectral lines, related to the cinematic of rotating machinery, and the broad band noise related to fluid motions or non stationary phenomena. The spectral lines often have strong power levels and appear as aberrant points in the spectrum. The first noise study step is to characterize the most powerful phenomena, the most audible, and so the most noxious that are the lines. The direct relationship between the frequency and the cinematic of rotating machinery allows to attribute the origin. When broad band phenomena are the focus, a single line is enough to disturb the analysis due to its spectral level. In particular, for an audio analysis, the harmonic component levels hide the perception of the broad band phenomena. The accurate characterization, and the elimination of the harmonic components is the aim of this study. The use of a new estimator called AutoCoherent Spectrum, based on the Fourier transform allows to reach the intrinsic line parameters with improved accuracy and sensitivity. Those parameters, determined in the frequency domain, may then be used to subtract, in the time domain, the pure harmonic components. The broad band phenomena analysis may then be performed in a better way, either with the audio analysis of the resulting signal. or with any kind of stationary or non stationary analysis.

 

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COMPENSATION ACTIVE DES VIBRATIONS D'UNE MACHINE SYNCHRONE

par P. GRANJON, Ch. SERVIÈRE, A. FOGGIA

Laboratoire des Images et des Signaux, INPG-CNRS. UPRESA 5083

Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble,. UJF-C.NRS. U.MR 5529

Domaine universitaire, BP46, 38042 Saint Martin-dHères

e-mail : pierre.granjon@lis.inpg.fr

 Pour la plupart des systèmes mécaniques. les vibrations peuvent être considérées comme nuisibles. Cet article présente une méthode de compensation active dés vibrations d'un alternateur synchrone. Son principe est le suivant : la machine est dotée au stator d'enroulements auxiliaires dits de compensation. Alimentés par un courant, ils engendrent une vibration supplémentaire, imposée destructrice vis - à - vis des vibrations naturelles de la machine. Les statistiques d'ordre supérieur (bicohérence) permettent de valider son approximation. Une méthode de compensation feedforward est ensuite élaborée puis simulée. Celle-ci utilise l'information a priori dont nous disposons sur le transfert, c'est-à-dire la forme de la non linéarité. Des taux de réduction de 80 % de la puissance des vibrations ont été atteints en simulation.

ACTIVE CONTROL OF SYNCHRONOUS MACHINE VIBRATIONS

For most of mechanical systems, vibrations are damaging. This article deals whith an active control system of synchronous alternator vibrations. It is based on auxiliary coils located in the stator, and named compensation coils. Supplied with a current, they generate an additional vibration, which interacts destructively with the engines natural one. Higher order statistics (bi-coherence) allow the full non linear vibration/control transfer model, although the spectrum is enough to validate its approximation. A feedforward control method is developed and then simulated. It uses a priori knowledge of the transfer i.e. the form of non linearity. Vibration power has been reduced by 80 % during simulation

 

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COMPARAISON DE SIGNATURES VIBRO-ACOUSTIQUES AVEC CORRECTION DE LA DISTORSION TEMPORELLE PAR CORRELATION MULTIECHELLE

par F. LÉONARD

Hydro - Québec (IREQ)

1800 boul. Lionel-Boulet, Varennes, Québec, Canada, J3.X IS1

e-mail : leonard@ireq.ca

 

Dans le contexte de la surveillance d'un changeur de prises de transformateur de puissance, une signature vibro-acoustique comporte une suite de transitoires générée par une séquence d'évènements électromécaniques. La comparaison de signatures vibro-acoustiques est imprécise lorsqu'il n'y a pas de synchronisation entre les séquences d'événements : la juxtaposition des signatures est alors impossible. Le réalignement temporel permet de remédier à ce problème en déplaçant temporellement les éléments de l'une des signatures afin qu'elle soit conforme à la trame temporelle de l'autre signature. De plus, la grandeur de la déviation temporelle a une utilité diagnostique. L'algorithme de corrélation multiéchelle dyadique permet de trouver la relation temporelle entre les événements de deux signatures, même en présence de discontinuités de la trame temporelle. Or, la présence de ces discontinuités rend inopérant l'algorithme de réalignement temporel dynamique DTW (Dynamic Time Warping) utilisé dans le traitement de la parole. Ce document présente le principe de fonctionnement de ces algorithmes et des résultats démontrant la grande acuité de la correction de la distorsion temporelle obtenue avec la corrélation multiéchelle. Celle-ci corrige même l'inversion temporelle : elle peut réordonner l'ordre d'apparition des événements afin que les séquences temporelles soient juxtaposées.

VIBRO-ACOUSTIC SIGNATURE COMPARISON A.ND TIME-WARPING CORRECTION WITH MULTISCALE CORRELATION

A vibro-acoustic signature in the context of power transformer tap-changers comprises a burst of transients generated by a sequence of electromechanical events. Comparison of vibro-acoustic signatures lacks precision unless the events in the sequence are synchronized because juxtaposition of the signatures will be impossible. Time warping offers a solution to this problem in that it temporally reorganizes the position of the elements of one of the signatures so that it matches the time frame of the other. Furthermore, the scale of the time warp has a useful diagnostic function. The dyadic multiscale correlation algorithm allows us to find the relationship between the events of two signatures in time, even when discontinuities are present in the time frame. However these discontinuities make the dynamic time warping (DTW) algorithm used in speech processing inapplicable. This paper presents the operating principle of both these algorithms along with results that bear witness to the sharp time-warping correction obtained with multiscale correlation. This correlation can even correct the order of appearance of events so that the time sequences are juxtaposed.

 

 

 

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APPLICATIONS DE LA TRANSFORMÉE EN ONDELETTES POUR LE DIAGNOSTIC DE SYSTEMES MECANIQUES

par M. YADAVAR*, V. NAUTET*, P. DUGAST*", P. WAGSTAFF*

*Université de Technologie de Compiègne Département GSAI. F-60200 COMPIEGNE

e-mail . peter.wagstaff@iutc.fr

**AIF Services 121, rue Alésia, 75014 PARIS

L'analyse spectrale est un outil puissant pour le traitement de signaux stationnaires. Lorsque les signaux sont transitoires ou non-stationnaires les méthodes temps fréquence Rondelettes, spectogrames ou distribution de Wigner-Ville) sont plus intéressantes. Ce papier présente des méthodes d'utilisation de la transformée en ondelettes pour le diagnostic des systèmes mécaniques. Ces techniques basées sur l'analyse temps fréquence sont particulièrement utiles pour l'étude des phénomènes non stationnaires. la propagation des ondes et la détection des sources transitoires. Différents types d'ondelettes sont mieux adaptés à certains types de problème que d'autres. Il, revient donc à optimiser le choix de I'ondelette en fonction des caractéristiques physiques du système.

Un exemple d'application de l'analyse par ondelettes est présenté, pour le diagnostic des défauts des roulements à bille sur un moteur électrique en fonctionnement transitoire. D'autres types de systèmes qui fonctionnent à un régime constant peuvent également être analysés par ondelettes si l'analyse des événements impulsionnels spécifiques est d'intérêt.

APPLICATIONS OF THE WAWELET TRANSFORM FOR DIAGNOSTICS OF MECHANICAL SYSTEMS

Spectral analysis is a powerful tool for processing stationary signals. When applied to transient phenomena or non stationary signals, the time-frequency methods (wavelets, spectrograms or Wigner-Ville distribution) have certain advantages. This paper presents methods of using the wavelet transform for diagnostics of mechanical systems. These techniques based on time-frequency or time-scale analyses are particularly useful for studying non stationary, phenomena, wave propagation and the detection of transient sources.

Different types of wavelets are better adapted to the analysis of certain types of problem than others. It is therefore. necessary to choose the kind of wavelet to be used after careful consideration of the physics of the system. The paper is illustrated with an example of the application of wawelet analysis to diagnose defects in ball bearings on an electric motor in transient operation. Other types of system working at constant speed may also be analyzed with wawelets if it is of interest to characterize specific impulses in the signal.

 

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DIAGNOSTIC DES TURBINES À VAPEUR

par Z. ORLOWSKI

Institut d'Energie - 5, rue Augustowka - 02 981 Varsovie - Pologne

 

L'identification des défauts est plus facile pour les machines dont le spectre de vibrations est connu; des changements des composantes du spectre sont indicateurs d'endommagement. L'équilibrage renouvelé des rotors de la turbine est souvent le premier remède dans le cas d'augmentation de vibrations. Nous liquidons quelques dominantes mais, en même temps, il s'en forment d'autres. Les vibrations sont disposées de façon plus uniforme, mais le diagnostic de la turbine est plus difficile. Le diagnostic des aubes directrices en constitue un bon exemple. Le modèle vibro-diagnostique de la turbine permet d'estimer l'évolution des conditions techniques à la base des zones sélectionnées de la fréquence. Un contrôle de ces niveaux peut conduire à un avertissement précoce. Cette méthode est complétée par une analyse des contraintes et de la déformation. Les étages critiques de la turbine du point de vue des contraintes sur les aubes directrices ont été identifiés par : une analyse détaillée de ces étages et une évaluation quantitative de la durée résiduelle. Cette méthode a été appliquée pour des groupes de turbines à vapeur de la fréquence de 200 MW après 200 000 heures de travail.

DIAGNOSTIC OF STEAM TURBINES

Identification of damage location and extent is easier for machines with known reference vibration spectra; changes of individual spectral components are indicative of the failure. Repeated balancing of turbine rotors is usually primarv remed@- in cases of vibration lever increase. In this way we eliminate certain dominants but, at the same time. another ones appear. Vibration becomes more 'uniformlvl" distributed, but from the dia-nostic point of i,,iew-this is not an ad@-antage. Often other symptoms must be talen into account. Diagnostics of bladed diaphragme tech-nical condition provides a good exemple. On the basis of turbine vibrodiagnostic model, certain frequencv bands can be selected, indicative of their technical condition évolution. iWo nitoring of these levels is expected to protide earlv waruing. This technique has been supplemented by stress and strain analvsis. Turbine stages critical from the point of view of bladed diaphragm strain have been identified - detailed anal@Isis. performed for these stages, provided the basis for quant ' itative prédictions of residual life. This approach has been applied for a group of 200 IIW steam turbines with about 200 000 to 250 000 hours of operation and has proved its suitability.

 

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SURVEILLANCE VIBRATOIRE DES ENROULEMENTS D'ALTERNATEURS DE GRANDE PUISSANCE

par F. DUFFEAU*, P. BERNARD"*

*Electricité de France, Division Recherche et Développement.

Département Equipement Electrique, Branche Machines Electriques 1, Avenue du Général de Gaulle

F- 92141 Clamart Cedex FRANCE

** Electricité de France, Division Recherche et Développement.

Département Contrôle, Diagnostic, et Maintenance

6, Quai Watier  F- 78401 Chatou Cedex FRANCE

Les alternateurs de forte puissance des centrales électriques françaises sont équipés de systèmes de surveillance vibratoire standardisés.

Le premier rôle de ces nouveaux systèmes est de protéger la machine en délivrant des alarmes en salle de commande quand des seuils vibratoires prédéfinis ont été dépassés.

En second rôle, ces instrumentations spécifiques permettent d'alimenter une base de données nationale qui autorise la comparaison des comportements entre alternateurs de même technologie. De plus, des méthodes statistiques ont été développées pour prédire les niveaux vibratoires en plusieurs points des enroulements statoriques en fonction des conditions d'exploitation de la machine, principalement, les puissances active et réactive.

Ce papier présente le concept général de la surveillance vibratoire adoptée et traite d'une nouvelle méthode de prédiction des niveaux vibratoires des points surveillés.

VIBRATION MONITORING OF LARGE GENERATOR

STATOR END WINDING 

Large generators of French Nuclear Power plants are equipped with a standardized vibration monitoring tem.

The first advantage of these new systems is to protect the machines by generating alarms in the control room when predefined vibration thresholds have been overpassed. Secondly, this specially designed instrumentation permits to create a .national data base intended to compare different generators of the same technology.

Additionally, statistical methods have been developed in order to predict vibration level at several locations of the stator end windings, depending on the actual operating parameters of the generator. i.e. reactive and active power load.

So this paper presents the general concept of the vibration monitoring of EDF large generator stators and deals with a new method to predict vibrations in different locations under control.

 

 

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ANALYSE TEMPS-FREQUENCE DE LA PRESSION COMPLEXE DIFFUSÉE PAR DES TUBES IMMERGÉS

par E. AASSIF*, D. DÉCULTOT**, R. LATIFI*, B. FAIZI*, A. MOUDDENI*, G. MAZE **

*Laboratoire d'Instrumentation et Mesures, Faculté des Sciences d'Agadir (Maroc)

**Laboratoire d'Acoustique Ultrasonore et d'Electronique LAUE UR.A CNRS 1373.

Place Robert Schumann, F-76610 Le Havre (France)

Lorsqu'on excite normalement à son axe un tube rempli d'air et plongé dans l'eau par une onde acoustique plane, des ondes circonférentielles sont générées dans la coque et à l'interface eau/coque. Ces ondes circonférentielles, pour certaines fréquences, forment des ondes stationnaires sur la circonférence du tube. Ces ondes stationnaires, constituant les résonances du tube, sont parfaitement visibles sur la pression complexe diffusée par celui-ci.

Dans ce travail, nous étudions la dispersion de la vitesse de groupe des ondes circonférentielles SO, Al et A2 autour d'un tube d'aluminium ou d'acier de rapport de rayons ( rayon interne sur rayon externe ) égal à 0,95. Le caractère dispersif de ces ondes circonférentielles est connu théoriquement. Mais expérimentalement, la mesure d'une vitesse de groupe reste encore une opération très délicate dans le cas des milieux très dispersifs. L'application de la distribution de Wigner-Ville sur un signal très dispersif apporte une solution convenable à ce problème. On montre théoriquement que la distribution de Wigner-Ville permet de remonter à la vitesse de groupe d'un type d'onde circonférentielle avec une bonne précision.

TIME-FREQUENCY ANALYSIS OF THE COMPLEX PRESSURE SCATTERED BY IMMERSED TUBES

When one excites normally to its axis a fixed air tube immersed in the water by a plane acoustic wave, circumference waves are generated in the shell and in the water/shell interface. For some frequencies. these circumference waves form stationary waves on the circumference of the tube constituting resonances of the tube. These resonances are perfectly visible on the complex pressure scattered by the tube.

In this work, we study, the dispersion of the groups speed for circumference waves SO, Al and A2 around an aluminum or steel tube with report radius (internal radius on external radius) equal to 0.95. The dispersed character of these waves is known theoretically. However, experimentally, the measure of groups speed still remains a very delicate operation in the case of very dispersed media. The application of Wigner-Ville Distribution on a very dispersed signal brings a suitable solution to this problem. We show theoretically that the Wigner-Ville Distribution allows to ascend to the groups speed of a circumference wave with a good precision.

 

 

PAPIERS LIBRES/Free contributions

 

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MECANIQUE ET PATRIMOINE

par B. DUFOUR

Ancien Président Directeur Général de la SNECMA.

Ce texte incite à une réflexion approfondie sur le fait que la mécanique représente un patrimoine qui, comme le cite Pierre Naslin, Président de la Commission Matériaux et Mécanique du CNISF : "s'est constitué peu à peu. génération après génération, des premiers travaux de Vauban et de Gribeauval à la robotique, en passant par le système métrique institué par la Révolution de 1789, par la métrologie, la normalisation et l'interchangeabilité, l'automatique. le montage automatique, le dessin automatique, et la CAO".

no english abstract

 

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LOIS DE FISSURATION POUR LES DÉFAUTS DE SURFACE

DE FORME SEMI-ELLIPTIQUES

par T. BOUKHAROUBA*, J. GILGERT*' et G. PLUVINAGE***

*Laboratoire de mécanique et des matériaux de l'IGM-USTHB, B.P. 32 El-Alia Bab-Ezzouar, Alger, Algérie.

     *École Nationale des Ingénieurs de Metz (ENIM), Ile du Saulcy, F-57045 Metz. France.

    **Laboratoire de Fiabilité Mécanique de l'Université de Metz, Ile du Saulcy, F-57045.Metz. France.

L'utilisation du facteur d'intensité de contraintes local ou semi-local, comme critère de propagation de la fissure en fatigue a été analysée d'un point de vue expérimental et théorique. Des essais de fissuration sur plaques en trois dimensions et sur des éprouvettes normalisées en deux dimensions ont été réalisés. Le facteur d'intensité de contraintes local a été déterminé par un calcul aux éléments finis. L'examen des valeurs des paramètres de fissuration mi et Ci révèle que ces derniers ne sont pas constant le long du front de fissuration semi-elliptique, c'est-à-dire mA ¹ mc et CA ¹ Cc quel que soit le critère utilisé.

CRACK PROPAGATION LAWS FOR THE SEMI-ELLIPTICAL SURFACE DEFECT

The use of the local average stress intensity factor as a fatigue crack propagation criteria has been experimentally and theoretically investigated. Crack propagation tests on three dimension plates and on two dimension normalized specimens have been carried out. The local stress intensity, factor has been calculated by means of a finite element simulation.

The analysis of the mi and Ci crack propagation parameter values shows that these parameters are not constant along the semi-elliptical crack propagation front, i.e. mA ¹ mc and CA ¹ Cc for whatever criteria used for this matter.

 

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