FR2905177A1 - Appareil de mesure de contrainte par ultrasons - Google Patents

Abstract

Un moyen de commande de sonde (13) a pour effet qu'une sonde d'onde longitudinale (1) met en oeuvre une émission et une réception puis il fait coulisser une sonde d'onde de cisaillement (3) jusqu'à la même position. Le moyen de commande de sonde fait tourner la sonde d'onde de cisaillement de chaque angle prédéterminé et la fait tourner de 180 degres tout en la forçant à produire l'émission et la réception à chaque position en rotation. Un analyseur de données mesurées (16) calcule la constante d'anisotropie induite par texture dans une pièce de test à partir de données d'écho lorsque les deux sondes mettent en oeuvre l'émission et la réception. Ainsi, on peut mesurer la contrainte résiduelle d'un matériau dans lequel à la fois une anisotropie induite par texture et une anisotropie induite par contrainte résiduelle existent de façon mélangée selon une précision élevée en séparant seulement l'anisotropie induite par texture du matériau.

Description

1 APPAREIL DE MESURE DE CONTRAINTE PAR ULTRASONS ARRIERE-PLAN DE

L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil de mesure de contrainte par ultrasons utilisé au niveau d'une technologie pour diagnostiquer une détérioration de matériau et similaire. Art antérieur Les appareils de diagnostic de détérioration de matériau ont un rôle qui est devenu important dans la technologie de maintenance planifiée des centrales nucléaires. Ceci est dû au fait qu'il est de plus en plus nécessaire de mesurer une contrainte résiduelle qui est l'une des causes de la génération de fissures par fatigue et de la génération de fissures par corrosion sous contrainte des structures et des canalisations dans un réacteur ainsi que d'améliorer la maîtrise des contraintes en tant que contre-mesure pour empêcher ces générations de fissures. Une jauge de contrainte est le dispositif le plus simple en tant que moyen de mesure de contrainte résiduelle. Cependant, puisque la jauge de contrainte nécessite la découpe et l'extraction d'une partie d'une structure destinée à être mesurée en tant que pièce de test, il est difficile de l'utiliser pour mesurer une contrainte résiduelle au niveau d'un site de travail. Par conséquent, on envisage d'utiliser un appareil de mesure de contrainte par rayons X qui utilise une technologie de diffraction rayons X en tant que moyen de mesure de contrainte résiduelle, cette technologie ne nécessitant pas de découper une pièce de test. L'appareil de mesure de contrainte par rayons X calcule une valeur de contrainte résiduelle en utilisant la diffraction de Bragg sur une surface d'une pièce de test. Cependant, puisque l'appareil de mesure de contrainte par rayons X utilise des rayons X, le bruit de fond est augmenté dans un environnement radioactif tel que dans une centrale nucléaire et par conséquent, l'appareil de mesure de contrainte par rayons X a pour inconvénient qu'un signal suffisant pour mesurer une contrainte résiduelle de façon précise ne peut pas être obtenu. 2905177 2 A l'opposé, puisqu'un appareil de mesure de contrainte par ultrasons peut mesurer une contrainte en appliquant seulement un capteur d'ultrasons sur une surface d'une pièce de test en tant que cible à mesurer, il n'est pas nécessaire de découper une pièce de test en tant que corps destiné à être 5 mesuré à partir d'une structure. En outre, puisqu'un signal ultrasonore est utilisé, un bruit de fond d'une valeur moindre est généré même dans l'environnement radioactif tel que dans la centrale nucléaire et ainsi, une contrainte peut être aisément mesurée. Du fait des raisons comme décrit ci avant, de nombreux appareils de 10 mesure de contrainte par ultrasons sont classiquement proposés. Dans un matériau de mesure de contrainte, une contrainte résiduelle sur une surface du matériau est plus importante que celle dans le matériau en tant que contrainte résiduelle à mesurer. Ceci est dû au fait que l'une des causes de la génération de fissures par corrosion sous contrainte est la présence d'une 15 contrainte de tension au niveau de la surface du matériau. En ce qui concerne la mesure d'une contrainte résiduelle sur une surface de matériau, "Latest Stress-Strain Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 316-317, publié par Kabushiki Kaisha Sougou Gijutu Center divulgue une loi acousto-élastique qui utilise une 20 onde acoustique de surface (SAW). La loi acousto-élastique est comme présenté ci-après. C'est-à-dire que lorsque la direction de laminage d'une feuille en acier est représentée par un axe X et qu'une direction orthogonale à la direction de laminage est représentée par un axe Y, la relation entre la vitesse du son 25 VR(0) d'une SAW qui se propage dans une direction présentant un angle O ( ) par rapport à l'axe X et une contrainte est comme décrit ci-après : VR(0) = VR 1+aR(0)+2 {CR (X + Gy ) + CAR (X Gy )COS (1) où VR : vitesse du son de la SAW (m/sec) dans un corps isotrope dont la 30 contrainte résiduelle est de 0 ; aR(0) : constante d'anisotropie induite par texture dans la direction ; o-x : contrainte principale dans la direction X (MPa) ; 2905177 3 ay : contrainte principale dans la direction Y (MPa) ; CR, CAR : constantes acousto-élastiques (1/MPa). Selon l'expression (1), il peut être trouvé que l'anisotropie acoustique inclut deux anisotropies acoustiques, c'est-à-dire une anisotropie induite par texture d'un matériau et une anisotropie acoustique due à une contrainte résiduelle. Dans le cas d'une contrainte dans une direction uniaxiale, puisque o = 0 de par "Latest Stress-Strain Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 316-317, publié par Kabushiki Kaisha Sougou Gijutu Center, l'expression (2) est établie : 10 VR (0) = VR0 [1 + aR (0) + K Ria] (2) où Gx = G, = 0, CR = KR1 + KR2, CAR = KR1 KR2. Selon "Latest Stress-Strain Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 316-317, publié par Kabushiki Kaisha 15 Sougou Gijutu Center, lorsqu'un test de tension est mis en oeuvre, les valeurs qui suivent sont obtenues dans un matériau en acier (ANSI 4130). KR1 = - 1,14 x 10-6 (1/MPa), KR2 = 0,63 x 10-6 (1/MPa). Cependant, puisque la constante aR(0) d'anisotropie induite par texture est inconnue selon le procédé conformément à "Latest Stress-Strain 20 Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 316-317, publié par Kabushiki Kaisha Sougou Gijutu Center; une valeur de contrainte résiduelle (a) elle-même ne peut pas être mesurée même si le taux de variation d'une vitesse du son SAW par rapport à une valeur de contrainte peut être mesuré. Par conséquent, lorsque l'on vise à mesurer une contrainte 25 résiduelle, il est indispensable de déterminer la constante d'anisotropie induite par texture. JIS Z 3060:2002 et une publication conformément à la publication de demande de Brevet du Japon (JP-A) n 2005-36295 basée dessus divulguent un procédé de détermination d'une plage d'angles de balayage en 30 considération de l'anisotropie acoustique. C'est-à-dire que le rapport (V/VSTB) de la vitesse du son (V) d'une pièce de test et de la vitesse du son (VSTB) d'une pièce de test standard JIS est mesuré et est défini en tant que rapport 2905177 4 de vitesses du son STB. Ensuite, la plage d'un angle de réfraction utilisé pour le balayage est déterminée conformément à l'épaisseur de la pièce de test et au rapport de vitesses du son STB. Cependant, ce qui est déterminé selon JIS Z 3060:2002 et JP-A n 5 2005-36295, c'est une prescription lorsqu'une onde longitudinale et une onde de cisaillement sont amenées à se propager à l'intérieur d'une pièce de test et rien n'est prescrit en ce qui concerne l'anisotropie induite par texture d'une SAW nécessaire pour calculer la valeur de contrainte résiduelle d'une surface de matériau. 10 Par ailleurs, un procédé de réduction de l'anisotropie acoustique est proposé dans le domaine d'un procédé de fabrication de matériau. Ceci est dû au fait que lorsqu'un balayage est mis en oeuvre selon un angle oblique, puisque la vitesse du son d'un matériau est modifiée en fonction de l'anisotropie acoustique, un angle de réfraction prédéterminé ne peut pas être 15 obtenu et par conséquent, la précision de positionnement d'une partie défectueuse est abaissée. Les documents JP-A Nos 2005-226158, 2004-300567, 2004-225090, 2003-313632 et 2002-180132 sont proposés en tant que procédés les plus récents de fabrication d'un matériau pour abaisser l'anisotropie acoustique. 20 Les procédés de mesure d'anisotropie acoustique présentés dans les documents JP-A Nos 2005-226158, 2004-300567, 2004-225090, 2003-313632 et 2002-180132 sont de façon générale comme décrit ci-après. C'est-à-dire que, lorsque la direction principale de laminage d'une feuille d'acier laminée est représentée par une direction L et qu'une direction 25 orthogonale à la direction principale de laminage est représentée par une direction C, une onde de cisaillement se propageant dans la direction d'épaisseur de la feuille en acier inclut deux ondes de cisaillement en fonction de la direction de vibration afférente, et la vitesse du son de l'onde de cisaillement qui vibre dans la direction L est représentée par VL (m/sec) et la 30 vitesse du son de l'onde de cisaillement qui vibre dans la direction C est représentée par Vc (m/sec). 2905177 5 Ensuite, la constante d'anisotropie acoustique est définie par VLA/c et lorsque la constante est égale ou inférieure à 1,02, il est déterminé que l'anisotropie acoustique est faible tandis que lorsque la constante excède 1,02, il est déterminé que l'anisotropie acoustique est importante. Cependant, 5 la constante d'anisotropie acoustique définie par le procédé concerne l'onde de cisaillement se propageant dans un matériau et ne concerne pas l'anisotropie induite par texture nécessaire pour mesurer une contrainte de surface. Qui plus est, les documents JP-A Nos. 2005-77298, 2004-294232 et 10 2001-249118 divulguent des procédés permettant d'évaluer le vieillissement d'un matériau en mesurant au préalable les caractéristiques du matériau avant qu'il ne soit utilisé et en mesurant ses caractéristiques après qu'il a été utilisé, en tant que procédé de mesure d'anisotropie acoustique. C'est-à-dire que selon le procédé du document JP-A No. 2005-77298, 15 une onde de cisaillement est émise et reçue dans un matériau en utilisant une sonde par ultrasons électromagnétique, les vitesses du son VL, Vc de deux ondes de cisaillement vibrant dans des directions orthogonales l'une à l'autre sont mesurées et l'anisotropie acoustique est calculée à partir du rapport de vitesses du son de ces deux ondes de cisaillement. Ensuite, la variation du 20 rapport de vitesses du son est évaluée en tant que vieillissement du matériau. Le procédé selon le document JP-A No. 2004-294232 mesure la différence entre des contraintes principales en utilisant une onde de surface SH. Ensuite, la détérioration d'un matériau est évaluée en observant le vieillissement ou l'évolution dans le temps de la différence entre les 25 contraintes principales. Le procédé selon le document JP-A No. 2001-249118 surveille simplement la différence de phase d'un signal ultrasonore reçu et la variation d'une vitesse acoustique et évalue le vieillissement à partir des valeurs de variation de ces éléments. 30 Comme il a été décrit ci avant, les procédés selon les documents JP-A Nos. 2005-77298, 2004-294232 et 2001-249118 évaluent la détérioration d'un matériau en obtenant au préalable les données d'un matériau avant qu'il ne 2905177 6 soit utilisé, en obtenant les données du matériau après qu'il a été utilisé pendant une certaine période et en comparant les deux jeux de données. Selon ces procédés, puisque le prémisse consiste en ce que les données du matériau avant qu'il ne soit utilisé existent, ces procédés ne peuvent pas être 5 appliqués lorsque les données n'existent pas. En outre, les procédés selon les documents JP-A Nos. 2005-77298, 2004-294232 et 2001-249118 utilisent la vitesse du son d'une onde de cisaillement se propageant dans une pièce de test et ne divulguent rien en ce qui concerne l'anisotropie induite par texture d'une SAW d'une surface de 10 matériau, laquelle est nécessaire pour calculer une valeur de contrainte résiduelle. Par ailleurs, puisque l'onde de surface SH est utilisée selon le procédé selon le document JP-A No. 2004-294232, il est possible de mesurer la différence des contraintes principales sans subir l'influence de l'anisotropie induite par texture d'un matériau. Cependant, le procédé ne divulgue rien non 15 plus en ce qui concerne l'anisotropie induite par texture de la SAW. "Effect of Acoustic Elasticity of SAW", Kenichi Okada, Program & Abstracts of Seventh Symposium as to Basis & Application of Ultrasonic Wave Electronics, P10, pages 39 à 40, 1986, divulgue une technologie pour mesurer une anisotropie induite par texture en appliquant une SAW sur une 20 pièce de test présentant une valeur moindre de contrainte résiduelle de surface. Cependant, la technologie est basée sur le prémisse consistant en ce qu'une contrainte résiduelle n'existe pas lorsqu'elle évalue l'anisotropie induite par texture. C'est-à-dire que lorsque l'anisotropie induite par texture et l'anisotropie induite par contrainte résiduelle existent toutes deux de façon 25 mélangée, "Effect of Acoustic Elasticity of Surface Wave", Kenichi Okada, Program & Abstracts of Seventh Symposium as to Basis & Application of Ultrasonic Wave Electronics, P10, pages 39 à 40, 1986 ne divulgue pas une technologie pour déterminer de manière séparée seulement l'anisotropie induite par texture. 30 Comme décrit ci avant, lorsque la contrainte résiduelle d'un matériau est mesurée en utilisant une SAW, l'anisotropie induite par texture du matériau doit être déterminée. Cependant, puisque l'anisotropie induite par 2905177 7 texture et l'anisotropie induite par contrainte résiduelle sont ordinairement toutes deux mélangées, il n'existe pas de technologie pour déterminer séparément seulement l'anisotropie induite par texture. Par conséquent, il n'est pas possible classiquement de mesurer la contrainte résiduelle d'un 5 matériau selon une précision supérieure à un niveau prédéterminé. Un objet de la présente invention, qui a été élaborée au vu des circonstances mentionnées ci avant, consiste à proposer une technologie pour séparer seulement l'anisotropie induite par texture à partir d'un matériau au niveau duquel une anisotropie induite par texture et une anisotropie induite 10 par contrainte résiduelle existent toutes deux de façon mélangée et consiste à réaliser un appareil de mesure de contrainte par ultrasons permettant de mesurer la contrainte résiduelle du matériau au moyen de la technologie selon une précision très élevée. RESUME DE L'INVENTION 15 En tant que moyens pour résoudre les problèmes mentionnés ci avant, selon un premier aspect de l'invention, un appareil de mesure de contrainte par ultrasons est constitué par une sonde d'onde longitudinale et une sonde d'onde de cisaillement qui peuvent être disposées sur une surface d'un matériau de mesure de contrainte ; un mécanisme d'entraînement de sonde 20 permettant de déplacer ou de faire tourner les deux sondes le long de la surface du matériau ; un moyen de commande de sonde pour faire en sorte que l'une des deux sondes mette en oeuvre une opération d'émission/réception d'ultrasons sur une partie du matériau destinée à être mesurée, pour commuter ensuite la disposition de l'une des sondes et celle de 25 l'autre en commandant le déplacement du mécanisme d'entraînement de sonde et pour faire en sorte que l'autre sonde mette en oeuvre une opération d'émission/réception d'ultrasons sur la même partie destinée à être mesurée et en particulier, la rotation de la sonde d'onde de cisaillement N fois pour chaque angle de rotation de 180 /N (N : entier d'au moins 2) de telle sorte que 30 la sonde d'onde de cisaillement mette en oeuvre l'opération d'émission/réception à chaque position en rotation ; et un moyen d'analyse de données mesurées pour déterminer la constante d'anisotropie induite par 2905177 8 texture à partir des données de vitesse du son des SAW obtenues à partir des opérations d'émission/réception des deux sondes et pour calculer la contrainte résiduelle du matériau de mesure de contrainte sur la base de la constante déterminée. 5 Selon le premier aspect de l'appareil de mesure de contrainte par ultrasons de l'invention, les données de vitesse du son d'une SAW du second aspect de l'invention peuvent être les données de vitesse du son d'une SAW se propageant dans une direction d'axe X sans être affectée par une anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface ; les données de 10 vitesse du son d'une SAW se propageant dans une direction d'axe Y verticale par rapport à la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface et les données de vitesse du son d'une SAW dans un corps isotrope non affectée par soit l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, soit l'anisotropie induite par texture. 15 Selon le second aspect de l'appareil de mesure de contrainte par ultrasons, les données de vitesse du son des SAW se propageant respectivement dans les directions d'axe X et d'axe Y du troisième aspect de l'invention peuvent être respectivement déterminées en tant que solution d'une équation de vitesse du son de SAW hexanaire prédéterminée 20 représentée en utilisant la vitesse du son d'onde longitudinale et les vitesses du son d'onde de cisaillement dans les directions d'axe X et d'axe Y ; et les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope, affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture, peuvent être déterminées en calculant la valeur moyenne 25 des données de vitesse du son de N éléments de SAW déterminées en tant que solution d'une équation de vitesse du son de SAW hexanaire prédéterminée représentée en utilisant la vitesse du son de l'onde longitudinale et la vitesse du son de l'onde de cisaillement dans une direction de propagation d'ultrasons à la position en rotation après que la sonde d'onde 30 de cisaillement est tournée N fois. Selon le second aspect de l'appareil de mesure de contrainte par ultrasons de l'invention, les données de vitesse du son des SAW se 2905177 9 propageant respectivement dans les directions d'axe X et d'axe Y du quatrième aspect de l'invention peuvent être respectivement déterminées à partir d'une équation prédéterminée au niveau de laquelle le rapport des vitesses du son des SAW dans les directions d'axe X et d'axe Y et des 5 vitesses du son des ondes de cisaillement dans les directions d'axe X et d'axe Y est représenté au moyen d'un rapport de Poisson ; et les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture peuvent être déterminées en calculant la valeur moyenne des 10 données de vitesse du son de N éléments de SAW déterminées à partir d'une équation prédéterminée dans laquelle la vitesse du son d'une SAW dans une direction de propagation d'ultrasons à la position en rotation de la sonde d'onde de cisaillement après qu'elle a tourné N fois et la vitesse du son d'une onde de cisaillement dans la même direction sont liées au moyen d'un rapport 15 de Poisson. Selon le second aspect de l'appareil de mesure de contrainte par ultrasons, les données de vitesse du son d'une SAW dans un corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture du cinquième aspect de l'invention peuvent 20 déterminées en calculant la valeur moyenne de deux jeux de données, c'est-à-dire les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface et les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe Y verticale par rapport à la direction d'axe 25 X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface. Selon le second aspect de l'appareil de mesure de contrainte par ultrasons, les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par 30 l'anisotropie induite par texture du sixième aspect de l'invention peuvent être déterminées en obtenant au préalable, au moyen d'une mesure réelle, les données de vitesse du son de N éléments de SAW dans une direction de 2905177 10 propagation d'ultrasons à la position en rotation de la sonde d'onde de cisaillement après qu'elle a tourné N fois et en calculant la valeur moyenne des N éléments de données obtenus. Selon le second aspect de l'appareil de mesure de contrainte par 5 ultrasons, les données de vitesse du son de la SAW du corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture du septième aspect de l'invention peuvent être déterminées en mesurant réellement deux jeux de données, c'est-à-dire les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe X 10 sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface et les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe Y qui est verticale par rapport à la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface au préalable et en calculant la valeur moyenne des deux jeux de données obtenus. 15 Selon la présente invention, les données de vitesse du son des SAW respectives sont calculées en faisant en sorte que les sondes d'onde longitudinale et d'onde de cisaillement mettent toutes deux en oeuvre une opération d'émission/réception sur la même partie destinée à être mesurée d'un matériau et en particulier, en faisant en sorte que la sonde d'onde de 20 cisaillement mette en oeuvre l'opération d'émission/réception à chacune d'une pluralité de fois de rotation et ainsi, il est possible de séparer seulement l'anisotropie induite par texture à partir du matériau au niveau duquel l'anisotropie induite par texture et l'anisotropie induite par contrainte résiduelle existent toutes deux de façon mélangée. Par conséquent, il est possible de 25 proposer un appareil de mesure de contrainte par ultrasons permettant de mesurer la contrainte résiduelle d'un matériau selon une précision très élevée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue d'agencement d'un appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon un mode de réalisation de la présente 30 invention ; la figure 2 est un organigramme permettant d'expliquer un fonctionnement de la figure 1 ; 2905177 11 les parties (a) et (b) de la figure 3 sont des vues de formes d'onde de données d'écho collectées par un analyseur de données mesurées 16 de la figure 1 où la partie (a) représente les multiples échos d'une onde longitudinale et la partie (b) représente les multiples échos d'une onde de 5 cisaillement ; la figure 4 est une vue explicative qui représente le contenu d'une table de données dans laquelle les données calculées par l'analyseur de données mesurées 16 de la figure 1 sont résumées ; et la figure 5 est une vue explicative qui représente une pièce de test M 10 de la figure 1 et une coordonnée tridimensionnelle placée sur la pièce de test M où la partie (a) est une vue explicative qui représente un plan Pl orthogonal à un axe X au moyen de hachures et la partie (b) est une vue explicative qui représente un plan P2 orthogonal à un axe Y au moyen de hachures. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 15 La figure 1 est une vue d'agencement d'un appareil de mesure de contrainte par ultrasons d'un mode de réalisation de la présente invention. Un plan de coordonnées XY est placé sur une surface plane d'une pièce de test M (matériau de mesure de contrainte) présentant une épaisseur D et le plan de coordonnées XY comporte un axe X et un axe Y qui est vertical par rapport 20 à l'axe X, et un axe Z est placé sur le plan de coordonnées XY dans une direction verticale. Une extrémité d'une sonde d'onde longitudinale 1 est disposée sur une surface de la pièce de test M par l'intermédiaire d'un milieu de contact d'onde longitudinale 2 et une extrémité d'une sonde d'onde de cisaillement 3 est 25 disposée en une position éloignée de la sonde d'onde longitudinale 1 d'une distance d par l'intermédiaire d'un milieu de contact d'onde de cisaillement 4. La sonde d'onde longitudinale 1 et la sonde d'onde de cisaillement 3 sont entraînées par un mécanisme d'entraînement de sonde 5. C'est-à-dire que les autres extrémités de la sonde d'onde longitudinale 1 et de la sonde 30 d'onde de cisaillement 3 sont supportées par un support de sonde 6, et une unité d'entraînement en coulissement 7 et une unité d'entraînement en rotation 8 sont liées au support de sonde 6. 2905177 12 L'unité d'entraînement en coulissement 7 fait coulisser le support de sonde 6 sur la base d'un signal de commande en provenance d'un dispositif d'entraînement en coulissement 9 de telle sorte que la sonde d'onde longitudinale 1 et la sonde d'onde de cisaillement 3 puissent être déplacées 5 dans une direction horizontale le long de la surface de la pièce de test M. L'unité d'entraînement en rotation 8 fait tourner le support de sonde 6 sur la base d'un signal de commande en provenance d'un dispositif d'entraînement en rotation 11 de telle sorte que la sonde d'onde de cisaillement 3 puisse être tournée selon chaque angle prédéterminé le long de 10 la surface de la pièce de test M. Les positions de coulissement respectives de la sonde d'onde longitudinale 1 et de la sonde d'onde de cisaillement 3 et la position en rotation de la sonde d'onde de cisaillement 3 sont émises en sortie sur un moyen de commande de sonde 13, respectivement au moyen d'un détecteur 15 de position en coulissement 10 et d'un détecteur de position en rotation 12. Ensuite, le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie les données de position en coulissement et les données de position en rotation sur un analyseur de données mesurées 16. La sonde d'onde longitudinale 1 et la sonde d'onde de cisaillement 3 20 sont connectées à un circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 par l'intermédiaire d'un commutateur de sonde 14. Les positions de contact du contact 14a du commutateur de sonde 14 muni de bornes a, b peuvent être commutées par le moyen de commande de sonde 13. Ensuite, le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 a pour effet que la sonde d'onde 25 longitudinale 1 ou la sonde d'onde de cisaillement 3 met en oeuvre une opération pour émettre une impulsion d'injection Pe sur la base d'une commande d'émission d'ultrasons en provenance du moyen de commande de sonde 13 de même qu'il a pour effet qu'elle met en oeuvre une opération pour recevoir une impulsion de réflexion Pr et qu'il émet les données d'écho 30 afférentes sur l'analyseur de données mesurées 16. Ensuite, sur la figure 1, des fonctionnements des composants respectifs jusqu'à ce que l'analyseur de données mesurées 16 collecte divers 2905177 13 types de données seront expliqués sur la base d'un organigramme de la figure 2. Le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie une commande de coulissement sur l'unité d'entraînement en coulissement 7 par 5 l'intermédiaire du dispositif d'entraînement en coulissement 9. A l'aide de cette opération, l'unité d'entraînement en coulissement 7 fait coulisser le support de sonde 6 de telle sorte que la sonde d'onde longitudinale 1 soit localisée en une position destinée à être mesurée sur la surface de la pièce de test M (étape 1). Le détecteur de position en coulissement 10 détecte les données 10 de position en coulissement sur le plan de coordonnées XY à cet instant et les émet en sortie sur le moyen de commande de sonde 13. Le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie les données de position en coulissement d'entrée sur l'analyseur de données mesurées 16 telles quelles. Ensuite, après que le moyen de commande de sonde 13 commute le 15 contact 14a du commutateur de sonde 14 sur la borne a, il émet en sortie une commande d'émission/réception d'ultrasons sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 (étape 2). A l'aide de cette opération, la sonde d'onde longitudinale 1 injecte l'impulsion d'injection Pe à l'intérieur de la pièce de test M et émet en sortie en outre un signal de l'impulsion de réflexion Pr réfléchie 20 sur le fond de la pièce de test M sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 par l'intermédiaire du commutateur de sonde 14. Le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 émet en sortie le signal del'impulsion de réflexion d'entrée Pr sur l'analyseur de données mesurées 16 en tant que données d'écho. 25 Ensuite, le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie une commande de coulissement sur l'unité d'entraînement en coulissement 7 par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement en coulissement 9 de telle sorte que le support de sonde 6 soit coulissé dans une direction horizontale sur une distance d le long de la surface de la pièce de test M (étape 3). C'est-à-dire 30 que la sonde d'onde de cisaillement 3 est cette fois localisée à la même position destinée à être mesurée que celle sur laquelle la sonde d'onde longitudinale 1 a injecté les ultrasons. A cet instant, les données de position 2905177 14 en coulissement détectées par le détecteur de position en coulissement 10 sont émises en sortie sur l'analyseur de données mesurées 16 par l'intermédiaire du moyen de commande de sonde 13. Le moyen de commande de sonde 13 émet en outre en sortie une 5 commande de rotation sur l'unité d'entraînement en rotation 8 par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement en rotation 11. A l'aide de cette opération, l'unité d'entraînement en rotation 8 fait tourner le support de sonde 6 de telle sorte que la direction de propagation des ultrasons de la sonde d'onde de cisaillement 3 fasse face à la direction d'axe X (étape 4). A cet 10 instant, les données de position en rotation détectées par le détecteur de position en rotation 12 sont émises en sortie sur l'analyseur de données mesurées 16 par l'intermédiaire du moyen de commande de sonde 13. Ensuite, après que le moyen de commande de sonde 13 commute le contact 14a du commutateur de sonde 14 sur la borne b, il est émet en sortie 15 une commande d'émission/réception d'ultrasons sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 (étape 5). A l'aide de cette opération, la sonde d'onde de cisaillement 3 injecte l'impulsion d'injection Pe suivant la direction d'axe X et en outre, émet en sortie le signal de l'impulsion de réflexion Pr sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 par l'intermédiaire 20 du commutateur de sonde 14. Le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 émet en sortie le signal de l'impulsion de réflexion d'entrée Pr sur l'analyseur de données mesurées 16 en tant que données d'écho. Comme il a été décrit ci avant, après que la sonde d'onde de cisaillement 3 met en oeuvre l'opération d'émission/réception tout en faisant 25 en sorte que la direction de propagation d'ultrasons fasse face à la direction d'axe X, le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie une commande de rotation sur l'unité d'entraînement en rotation 8 par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement en rotation 11 à nouveau. A l'aide de cette opération, l'unité d'entraînement en rotation 8 fait tourner le support de sonde 6 de telle 30 sorte que la direction de propagation des ultrasons de la sonde d'onde de cisaillement 3 soit établie selon une direction tournée de 180 /N par rapport à la direction d'axe X (étape 6). A cet instant, les données de position en 2905177 15 rotation détectées par le détecteur de position en rotation 12 sont émises en sortie sur l'analyseur de données mesurées 16 par l'intermédiaire du moyen de commande de sonde 13. Il est supposé ici que la valeur N est un entier d'au moins 2 et que N = 12 lorsque la sonde d'onde de cisaillement 3 est 5 tournée, par exemple tous les 15 . Ensuite, le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie une commande d'émission/réception d'ultrasons sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 dans un état dans lequel le contact 14a du commutateur de sonde 14 est maintenu sur le côté de la borne b (étape 7). A l'aide de cette 10 opération, la sonde d'onde de cisaillement 3 injecte l'impulsion d'injection Pe suivant la direction tournée de 180 /N par rapport à la direction d'axe X et émet en outre en sortie le signal de l'impulsion de réflexion Pr sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 par l'intermédiaire du commutateur de sonde 14. Le circuit d'émission/réception d'ultrasons 15 émet en sortie le 15 signal de l'impulsion de réflexion d'entrée Pr sur l'analyseur de données mesurées 6 en tant que données d'écho. Après que la sonde d'onde de cisaillement 3 a mis en oeuvre l'opération d'émission/réception à la position au niveau de laquelle la direction de propagation d'ultrasons est établie à la direction tournée de 180 /N par rapport 20 à la direction d'axe X, le moyen de commande de sonde 13 détermine si oui ou non la sonde d'onde de cisaillement 3 a terminé l'opération d'émission/réception N fois (étape 8). Lorsque la sonde d'onde de cisaillement 3 n'a pas encore terminé l'opération d'émission/réception N fois, le processus revient à l'étape 6 au 25 niveau de laquelle le moyen de commande de sonde 13 fait tourner le support de sonde 6 de telle sorte que la sonde d'onde de cisaillement 3 soit localisée en une position qui est encore tournée (180 /N) par rapport à la position d'injection d'ultrasons précédente, c'est-à-dire que la direction de propagation d'ultrasons de la sonde d'onde de cisaillement 3 est établie à une direction 30 tournée de (180 /N) . 2 par rapport à la direction d'axe X (étape 6). Ensuite, le moyen de commande de sonde 13 émet en sortie une commande d'émission/réception d'ultrasons sur le circuit d'émission/réception d'ultrasons 2905177 16 15 dans un état dans lequel le contact 14a du commutateur de sonde 14 est maintenu sur le côté de borne b pareillement (étape 7). Par ailleurs, lorsque la sonde d'onde de cisaillement 3 a terminé l'opération d'émission/réception N fois, le moyen de commande de sonde 13 5 termine tous les traitements à la fois. Il est à noter que, selon l'explication présentée ci avant, bien que la sonde d'onde de cisaillement 3 mette en oeuvre l'opération d'émission/réception après que la sonde d'onde longitudinale 1 a mis en oeuvre l'opération d'émission/réception, les deux sondes peuvent mettre en oeuvre les opérations d'émission/réception selon un 10 ordre inverse. Divers types de données mesurées telles que les données d'écho, les données de position en rotation, les données de position en coulissement et similaire sont collectées sur l'analyseur de données mesurées 16 en commandant les sondes d'onde longitudinale et d'onde de cisaillement 1, 3 à 15 l'aide du moyen de commande de sonde 13. Ensuite, le traitement d'analyse mis en oeuvre sur les données de mesure par l'analyseur de données mesurées 16 sera expliqué. Une partie (a) de la figure 3 est une vue de forme d'onde des données d'écho détectées par la sonde d'onde longitudinale 1 et collectées sur 20 l'analyseur de données mesurées 16. Comme représenté sur la figure, les données d'écho en provenance de la sonde d'onde longitudinale 1 sont constituées par de multiples échos (L1, L2, ..., L6, ...) présentant un intervalle temporel prédéterminé, et l'intervalle temporel est déterminé en fonction de l'épaisseur D (m) de la pièce de test M. 25 Lorsqu'il est supposé que l'intervalle temporel entre l'écho L1 et l'écho L2 est de TL (sec), puisque l'intervalle temporel TL est le temps nécessaire pour que l'écho parcourre en va-et-vient l'épaisseur D de la pièce de test M, la vitesse du son CL (m/sec) de l'onde longitudinale dans la pièce de test M peut être calculée au moyen de l'expression qui suit (3) : 2D 30 CL = (m / sec) Divers procédés sont proposés pour mesurer l'intervalle temporel TL Un procédé par résonance avoisinante, un procédé par chevauchement d'écho et (3) 2905177 17 similaire peuvent être présentés à titre d'exemples des procédés qui présentent une précision de mesure de temps relativement bonne et qui peuvent être réalisés aisément. Ces procédés sont divulgués en détail dans "Basis and Application of Acoustic Elasticity" édité par Hidekazu Fukuoka, 5 Optical recording medium Sha, Avril 1993. Le procédé par résonance avoisinante est un procédé de mesure de l'intervalle temporel global T (sec) entre N éléments d'impulsions par ultrasons (L1, L2, ..., LN) et de calcul de l'intervalle temporel entre l'écho L1 et l'écho L2 au moyen de l'expression qui suit (4). Conformément au procédé, la précision 10 de mesure de l'intervalle temporel TL peut être améliorée en utilisant un grand nombre d'échos multiples. TL = T (sec) (4) Nù1 Le procédé par mise en chevauchement d'écho est un procédé de mesure de l'intervalle temporel en utilisant la fonction de balayage de retard d'un 15 oscilloscope et similaire. En tant que procédure spécifique, un temps de retard est modifié en retardant séquentiellement l'écho L1 de telle sorte que l'écho L1 chevauche l'écho L2. Le temps de retard à l'instant où l'écho L1 chevauche complètement l'écho L2 est lu et est utilisé en tant qu'intervalle temporel TL. L'analyseur de données mesurées 16 détermine une vitesse du son 20 d'onde longitudinale CL en substituant l'intervalle temporel TL déterminé comme décrit ci avant dans l'expression (3) et la stocke. Il est à noter que, selon la présente invention, un procédé à usage général autre que les procédés présentés ci avant peut être utilisé en tant que procédé de mesure de l'intervalle temporel TL aussi longtemps qu'il s'agit d'un procédé de mesure 25 de temps qui présente une bonne précision de mesure. Une partie (b) de la figure 3 est une vue de forme d'onde de données d'écho détectées par la sonde d'onde de cisaillement 3 et collectées sur l'analyseur de données mesurées 16 (la forme d'onde est obtenue sur la base de la commande au niveau de l'étape 5 de la figure 2 et la direction de 30 propagation d'ultrasons afférente est la direction d'axe X). Comme représenté sur la figure, les données d'écho en provenance de la sonde d'onde 2905177 18 longitudinale 1 sont constituées par de multiples échos S(0)1, S(0)2, S(0)3, présentant un intervalle temporel prédéterminé. Lorsque l'intervalle temporel entre l'écho S(0)1 et l'écho S(0)2 est Ts(0) (sec), puisque l'intervalle temporel Ts(0) est le temps nécessaire pour que 5 l'écho traverse en va-et-vient l'épaisseur D (m) de la pièce de test M, la vitesse du son d'onde de cisaillement Vs(0) (m/sec) dans la pièce de test M est calculée au moyen de l'expression qui suit (5) : D Vs (0) =-- (m l sec) (5) Ts2 (0) Il est à noter que puisqu'une vitesse du son d'onde de cisaillement est 10 environ la moitié d'une vitesse du son d'onde longitudinale, l'intervalle temporel Ts(0) de la partie (b) de la figure 3 vaut environ deux fois l'intervalle temporel TL de la partie (a) de la figure 3. Qui plus est, le procédé de mesure de l'intervalle temporel Ts(0) n'est pas limité aux procédés tels que le procédé par résonance avoisinante, le 15 procédé par mise en chevauchement d'écho et similaire et un procédé de mesure à usage général présentant une bonne précision de mesure autre que les procédés mentionnés ci avant peut être utilisé pareillement au cas de l'onde longitudinale. Soit dit en passant, lorsque le support de sonde 6 est tourné par pas de 20 telle sorte que la direction de propagation d'ultrasons de la sonde d'onde de cisaillement 3 s'éloigne progressivement de la direction d'axe X pour chaque angle de rotation de 180 /N (par exemple 15 ) et qu'une opération d'émission/réception d'ultrasons soit mise en oeuvre pour chaque angle de rotation, la forme d'onde de données d'écho obtenue au moyen de la série 25 d'opérations d'émission/réception est affectée par l'anisotropie induite par texture de la pièce de test M. La forme d'onde de la série de (N-1) éléments de données d'écho d'onde de cisaillement obtenus à partir du traitement au niveau des étapes 6, 7 de la figure 2 est examinée et l'intervalle temporel entre les multiples échos 30 obtenus au moyen de l'opération d'émission/réception mise en oeuvre à une première position en rotation est représenté par ts(l) et sa vitesse du son d'onde de cisaillement est représentée par Vs(l). A cet instant, une onde de 2905177 19 cisaillement se propage dans une direction inclinée de (I x 180/N) (degrés) par rapport à la direction d'axe X. Les vitesses du son Vs(l ), Vs(2), Vs(3), Vs(l), Vs(N-1) de la série de (N-1) éléments des données

d'écho d'onde de cisaillement peuvent être 5 déterminées au moyen de l'expression qui suit, de façon similaire à l'expression (5) : V, (1) = T2D s( ) Vs(2) = T2Ds (2) V, (3) = T2D s( ) 10

.............................. D Vs (1) = 2 s (1)..DTD: .............................. Vs (N û 1) = Ts (N û 1) La figure 4 est une vue explicative qui représente le contenu d'une 15 table de données dans laquelle les données d'écho de la sonde d'onde longitudinale 1 obtenues comme décrit ci avant, l'intervalle temporel entre les données d'écho pour chaque angle de rotation de la sonde d'onde de cisaillement 3 et la vitesse du son sont résumés. L'analyseur de données mesurées 16 stocke le contenu de la table de données dans son unité de 20 stockage. Ensuite, un procédé de détermination de l'anisotropie induite par texture de la pièce de test M en utilisant la table de données sera expliqué. Des parties (a) et (b) de la figure 5 sont des vues explicatives qui représentent la pièce de test M et une coordonnée tridimensionnelle placée 25 dessus où la partie (a) est une vue explicative qui représente un plan Pl orthogonal à un axe X au moyen de hachures et la partie (b) est une vue explicative qui représente un plan P2 orthogonal à un axe Y au moyen de hachures.

2D 2905177 20 Dans la partie (a) de la figure 5, lorsque la contrainte résiduelle qui opère sur le plan Pl dans la direction d'axe X est représentée par ax(z), puisque aucune force externe n'opère sur le plan Pl, l'expression qui suit (6) est établie à partir de l'équilibre de charge sur le plan Pl : D ay(z)dydz = 0 (6) Lorsque la contrainte résiduelle ax(z) est uniforme dans la direction d'axe Y, l'expression (6) est réécrite en tant qu'expression (7) et par conséquent, l'expression qui suit (8) est établie : .,-D ax (z)dydz dy f0 - ay(z)dz = 0 (7) oD ay(z)dz = 0 (8) Conformément à "Latest Stress-Strain Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 308-310, publié par Kabushiki Kaisha Sougou Gijutu Center, ce qui est décrit ci-après s'avère être la vitesse du son d'onde longitudinale. En premier lieu, dans le cas d'une contrainte 15 résiduelle de tension, la vitesse du son d'onde longitudinale se propageant dans une direction orthogonale à une direction de contrainte résiduelle augmente. A l'opposé, dans le cas d'une contrainte résiduelle de compression, la vitesse du son d'onde longitudinale se propageant dans la direction orthogonale à la direction de contrainte résiduelle diminue. Par 20 conséquent, ces contraintes résiduelles sont représentées au moyen d'une expression (8). Puisque les effets des contraintes résiduelles sont annulés, il peut être considéré que la vitesse du son de l'onde longitudinale se propageant dans la pièce de test M est moins modifiée par la contrainte résiduelle et présente une vitesse acoustique moyenne.

25 En outre, selon "Latest Stress-Strain Measurement And Evaluation Technology" édité par Kozou Kawada, pages 308-310, publié par Kabushiki Kaisha Sougou Gijutu Center, ce qui est décrit ci-après s'avère également être la vitesse du son d'onde de cisaillement pareillement à la vitesse du son d'onde longitudinale. C'est-à-dire que lorsque la direction de vibration d'une 30 onde de cisaillement est la même qu'une direction de contrainte, dans le cas d'une contrainte de compression, la vitesse du son d'onde de cisaillement 5 10 2905177 21 augmente et dans le cas d'une contrainte de tension, la vitesse du son d'onde de cisaillement diminue. Par conséquent, puisque ces contraintes résiduelles sont représentées par l'expression (8) et que les effets des contraintes résiduelles sont annulés, il peut être considéré que la vitesse du son d'une 5 onde de cisaillement se propageant dans la pièce de test M est moins modifiée par la contrainte résiduelle. C'est-à-dire qu'il peut être considéré que Vs(0) n'est pas non plus affectée par la contrainte résiduelle dans la direction d'axe X pareillement à la vitesse du son d'onde longitudinale et est affectée seulement par l'anisotropie induite par texture.

10 II est possible de considérer pareillement également la contrainte résiduelle dans la direction d'axe Y. C'est-à-dire qu'au niveau de la partie (b) de la figure 5, lorsqu'une contrainte résiduelle qui opère sur le plan P2 dans la direction d'axe Y est représentée par ay(z), puisque aucune force externe n'opère sur le plan P2, l'expression qui suit (9) est établie à partir de l'équilibre 15 de charge sur le plan P2 : .o (9) Lorsque cyy(z) est uniforme dans la direction d'axe X, l'expression (9) peut être réécrite en tant qu'expression (10) et par conséquent, une expression (11) est établie : 20 DdXdz = dx _D (z)dz = 0 (10) ay(z)dz = 0 (11) Par conséquent, peut être considéré, pareillement au cas de la direction d'axe Y, que la vitesse du son Vs(l) d'une onde de cisaillement vibrant dans la direction d'axe Y est la vitesse du son d'une onde de 25 cisaillement qui n'est pas affectée par la contrainte résiduelle dans la direction d'axe Y et qui est affectée seulement par l'anisotropie induite par texture. Par conséquent, l'anisotropie induite par texture doit être définie lorsqu'il est possible de calculer la vitesse du son d'une onde SAW au moyen d'un quelconque procédé en utilisant la vitesse du son d'onde longitudinale et 30 la vitesse du son d'onde de cisaillement qui sont non susceptibles d'être affectées par ces contraintes résiduelles. D ay (z)dxdz = 0 D 2905177 22 C'est-à-dire que les constantes (aR(0), aR(90)) de l'anisotropie induite par texture qui affecte les vitesses du son des ondes SAW se propageant dans la direction d'axe X (direction de 0 ) et dans la direction d'axe Y (direction de 90 ) sont moins affectées par des contraintes résiduelles ax et ay 5 et ces constantes peuvent être réécrites comme présenté ci-après en supposant que ax = ay = 0 : aR(0)= vR(o)-vR 0 VR aR(90)= VR(90) û VR o VR Au niveau des expressions présentées ci avant (12) et (13), VR (0) est 10 la vitesse du son d'une onde SAW qui n'inclut pas l'effet d'anisotropie de contrainte et qui se propage dans la direction d'axe X, VR(90) est la vitesse du son d'une onde SAW qui n'inclut pas d'anisotropie de contrainte et qui se propage dans la direction d'axe Y et VR0 est la vitesse du son d'une onde SAW dans un corps isotrope qui n'inclut ni une anisotropie induite par 15 contrainte, ni une anisotropie induite par texture. Plusieurs procédés sont considérés en tant que procédés de détermination de VR (0), VR(90) et vR , comme décrit ci-après. Ces procédés seront expliqués séquentiellement ci-après. Tout d'abord, un premier procédé sera expliqué. Selon B. A. Auld : 20 Acoustic Fields and Waves In Solid, Vo1.11, pages 88-94, Krieger Publishing Company, Floride, la vitesse du son VR d'une onde SAW peut être de façon générale déterminée en tant que solution de l'équation hexanaire qui suit (14) en utilisant la vitesse du son CL d'une onde longitudinale et la vitesse du son Vs d'une onde de cisaillement : o (12) (13) V 6 R Vs (v 3ù2 s C L Vs , = 0 (14) 25 1 û -16 Puisque les données mesurées présentées au niveau de la table de données de la figure 4 sont les vitesses du son des ondes longitudinale et de cisaillement qui sont moins affectées par l'anisotropie de contrainte, VR (0) et 23 2905177 VR(90) peuvent être calculées en tant que solutions des équations suivent (15) et (16) en utilisant ces données : _ VR (0) VR (0) \4 + 8 3 (0),2VR (0) ys(0) Vs(0), CL \, Vs 0) 1- -16 qui /vs (o) CL =0 LVR 6 (90) Vs (90) ) (,- VR (90) 4 + 8 Vs (90) V5(9O) CL 7ù ,\ VR(90) 2 Vs (90)) Vs (90) ù =0 CL (15) 721 5 -8 -16 7 3-2 (16) En outre, puisque l'expression qui suit (17) est également établie, VR(I) peut être calculée en résolvant l'expression (17) : VR(l) 6 VR (1) 4 -8 vs(l) +8 Vs(l)i - - ( Vs (1) 2 VR (I) 2 CL ) Vs (1) , 3-2 1 - -16 1 0 (17) La vitesse du son de l'onde SAW dans le corps isotrope peut être approchée comme décrit ci-après en utilisant l'expression (18) issue d'un résultat du calcul : vR = N - VR (i) (18) 15 L'analyseur de données mesurées 16 peut calculer la constante d'anisotropie induite par texture en mettant en oeuvre un traitement comme décrit ci avant en utilisant les équations (12) et (13). Ensuite, un second procédé sera expliqué. Selon B. A. Auld : Acoustic Fields and Waves ln Solid, Vol.11, pages 88-94, Krieger Publishing Company, 20 Floride, le rapport de la vitesse du son VR d'une onde SAW et de la vitesse du son Vs d'une onde de cisaillement peut être représenté au moyen d'un rapport de Poisson G comme représenté au niveau de l'expression gauche des expressions qui suivent (19), et le rapport de Poisson G peut être représenté au moyen de la vitesse du son Vs de l'onde de cisaillement et de la vitesse du 25 son CL de l'onde longitudinale comme représenté au niveau de l'expression droite des expressions qui suivent (19) : 2905177 24 1û 2Vs VR 0,87+1,12a CL a = (19) 21û Vs 1+a -Vs -2 _CL Par conséquent, les vitesses du son VR (0) et VR (90) des ondes SAW dans les directions d'axe X et d'axe Y peuvent être calculées en appliquant les expressions (19) comme présenté ci-après : 2 5 a= VR(0) 0,87 +1,12a Vs(0) û 1+a 2 ( vs (o) CL , 21û Vs (0) CL 1û2 -2 (20) (21) ( Vs (90) 2 CL Vs(9o)12 VR (90) 0,87 +1,12a 1û2 Vs (90) 1+a CL 2 (22) 2 1- - Vs (I)-2 (23) CL _ La constante d'anisotropie induite par texture peut être calculée en 10 utilisant ces équations (20) à (23) ainsi que (12) et (13). Ensuite, un troisième procédé sera expliqué. Les vitesses du son VR(0) et VR(90) des ondes SAW dans les directions d'axe X et d'axe Y peuvent être déterminées au moyen du premier procédé ou du second procédé. Ensuite, la vitesse du son vR d'une onde SAW dans un corps 15 isotrope peut être approchée en calculant la valeur moyenne des vitesses du son VR(0) et VR(90) des ondes SAW, comme représenté au moyen de l'expression qui suit (24). Par conséquent, la constante d'anisotropie induite VR (I) 0,87 +1,12a Vs() 1+ G 2 1û 2 Vs (1) C L a= 2905177 25 par texture peut être calculée en remplaçant la valeur déterminée dans les équations (12) et (13) : VR (0) + VR (90) 2 (24) Ensuite, un quatrième procédé sera expliqué. La vitesse du son d'une 5 onde SAW au voisinage d'une partie de la pièce de test M au niveau de laquelle l'anisotropie induite par texture afférente est mesurée peut être mesurée dans la réalité au préalable. La vitesse du son de l'onde SAW obtenue au moyen de la mesure réelle est représentée par VR I). Par conséquent, la vitesse du son VR de l'onde SAW dans le corps isotrope peut 10 être déterminée en faisant tourner la sonde d'onde de cisaillement 3 N fois pour chaque angle de rotation de 180 /N par rapport à l'axe X et en calculant N éléments de données à la position en rotation après chaque rotation VR I), comme représenté au moyen d'une expression (25). La constante d'anisotropie induite par texture peut être calculée en substituant la valeur 15 déterminée dans les expressions (12) et (13) : o Nù1 VR - VR (1) (25) N1=o Puis un cinquième procédé sera expliqué. Comme décrit selon le quatrième procédé, la vitesse du son d'une onde SAW au voisinage d'une partie de la pièce de test M au niveau de laquelle l'anisotropie induite par 20 texture est mesurée peut être mesurée dans la réalité au préalable. Par conséquent, il est également possible de mesurer la vitesse du son VR O) d'une onde SAW se propageant dans la direction d'axe X et la vitesse du son VR 90) d'une onde SAW se propageant dans la direction d'axe Y. Ensuite, la vitesse du son vR d'une onde SAW peut être déterminée de manière 25 approchée en calculant la valeur moyenne des deux jeux de données mesurés réellement, comme représenté au niveau de l'expression qui suit (26). La constante induite par texture de surface peut être calculée en substituant la valeur déterminée dans les expressions (12) et (13) : o VAR (0) + V'R (90) VR = (26) 2 2905177 26 Comme il a été décrit ci avant, selon l'agencement de la figure 1, dans le moyen d'analyse de données mesurées 16, divers types de données mesurées telles que des données d'écho, des données de position en rotation, des données de position en coulissement et similaire peuvent être 5 collectés en commandant les sondes d'onde longitudinale et d'onde de cisaillement 1, 3 au moyen du moyen de commande de sonde 13, et la constante de l'anisotropie induite par texture qui ne peut pas classiquement être déterminée peut être déterminée en analysant les données mesurées collectées. Par conséquent, la contrainte résiduelle de la pièce de test M, 10 c'est-à-dire du matériau de mesure de contrainte, peut être calculée de façon précise sur la base de la constante d'anisotropie induite par texture déterminée...FT: APPAREIL DE MESURE DE CONTRAINTE PAR ULTRASONS

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons caractérisé en ce qu'il comprend : une sonde d'onde longitudinale (1) et une sonde d'onde de cisaillement (3) qui peuvent être disposées sur une surface d'un matériau de mesure de 5 contrainte ; un mécanisme d'entraînement de sonde (5) permettant de déplacer ou de faire tourner les deux sondes (1, 3) le long de la surface du matériau ; un moyen de commande de sonde (13) pour faire en sorte que l'une des deux sondes (1, 3) mette en oeuvre une opération d'émission/réception 10 d'ultrasons sur une partie du matériau destinée à être mesurée, pour commuter ensuite la disposition de l'une des sondes et celle de l'autre en commandant le déplacement du mécanisme d'entraînement de sonde (5) et pour faire en sorte que l'autre sonde mette en oeuvre une opération d'émission/réception d'ultrasons sur la même partie destinée à être mesurée 15 et en particulier, la rotation de la sonde d'onde de cisaillement N fois pour chaque angle de rotation de 180 /N (N : entier d'au moins

2) de telle sorte que la sonde d'onde de cisaillement mette en oeuvre l'opération d'émission/réception à chaque position en rotation ; et un moyen d'analyse de données mesurées (16) pour déterminer la 20 constante d'anisotropie induite par texture à partir des données de vitesse du son des SAW obtenues à partir des opérations d'émission/réception des deux sondes et pour calculer la contrainte résiduelle du matériau de mesure de contrainte sur la base de la constante déterminée. 2. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la 25 revendication 1, caractérisé en ce que les données de vitesse du son de la SAW sont : les données de vitesse du son d'une SAW se propageant dans une direction d'axe X sans être affectée par une anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface ; 2905177 28 les données de vitesse du son d'une SAW se propageant dans une direction d'axe Y verticale par rapport à la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface ; et les données de vitesse du son d'une SAW dans un corps isotrope non 5 affectée par soit l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, soit l'anisotropie induite par texture.

3. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la revendication 2, caractérisé en ce que : les données de vitesse du son des SAW se propageant respectivement 10 dans les directions d'axe X et d'axe Y sont déterminées en tant que solution d'une équation de vitesse du son de SAW hexanaire prédéterminée représentée en utilisant la vitesse du son d'onde longitudinale et les vitesses du son d'onde de cisaillement dans les directions d'axe X et d'axe Y ; et les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope, 15 affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture, sont déterminées en calculant la valeur moyenne des données de vitesse du son de N éléments de SAW déterminées en tant que solution d'une équation de vitesse du son de SAW hexanaire prédéterminée représentée en utilisant la vitesse du son de l'onde 20 longitudinale et la vitesse du son de l'onde de cisaillement dans une direction de propagation d'ultrasons à la position en rotation après que la sonde d'onde de cisaillement est tournée N fois.

4. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la revendication 2, caractérisé en ce que : 25 les données de vitesse du son des SAW se propageant respectivement dans les directions d'axe X et d'axe Y sont déterminées à partir d'une équation prédéterminée au niveau de laquelle le rapport des vitesses du son des SAW dans les directions d'axe X et d'axe Y et des vitesses du son des ondes de cisaillement dans les directions d'axe X et d'axe Y est représenté au moyen 30 d'un rapport de Poisson ; et les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par 2905177 29 l'anisotropie induite par texture sont déterminées en calculant la valeur moyenne des données de vitesse du son de N éléments de SAW déterminées à partir d'une équation prédéterminée dans laquelle la vitesse du son d'une SAW dans une direction de propagation d'ultrasons à la position en rotation de la sonde d'onde de cisaillement après qu'elle a tourné N fois et la vitesse du son d'une onde de cisaillement dans la même direction sont liées au moyen d'un rapport de Poisson.

5. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données de vitesse du son d'une SAW dans un corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture sont déterminées en calculant la valeur moyenne de deux jeux de données, c'est-à-dire les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface et les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe Y verticale par rapport à la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface.

6. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données de vitesse du son de la SAW dans le corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture sont déterminées en obtenant au préalable, au moyen d'une mesure réelle, les données de vitesse du son de N éléments de SAW dans une direction de propagation d'ultrasons à la position en rotation de la sonde d'onde de cisaillement après qu'elle a tourné N fois et en calculant la valeur moyenne des N éléments de données obtenus.

7. Appareil de mesure de contrainte par ultrasons selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données de vitesse du son de la SAW du corps isotrope affectée ni par l'anisotropie induite par contrainte 30 résiduelle de surface, ni par l'anisotropie induite par texture sont déterminées en mesurant réellement deux jeux de données, c'est-à-dire les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe X sans être 2905177 affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface et les données de vitesse du son de la SAW se propageant dans la direction d'axe Y qui est verticale par rapport à la direction d'axe X sans être affectée par l'anisotropie induite par contrainte résiduelle de surface au préalable et en 5 calculant la valeur moyenne des deux jeux de données obtenus.