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Global in flight health monitoring platform for composite aerostructures based on advanced VIBRATION based methods

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Un système perfectionné informe sur l'emplacement et la gravité des défaillances survenant pendant le vol

Une initiative de l'UE a soutenu le développement d'un nouveau système pour surveiller les structures pendant le vol à l'aide des vibrations, après avoir été formé à détecter les défaillances à l'aide de la modélisation plutôt que par des tests réels.

Économie numérique
Transports et Mobilité
Technologies industrielles
Recherche fondamentale

La surveillance pendant le vol des structures d'avion en matériaux composites peut être une tâche complexe, exigeant de nombreux types de capteurs. Les vibrations générées représentent une bonne caractéristique globale, susceptible de réduire notablement le nombre de capteurs nécessaires. Cependant, la mise en œuvre d'un système de surveillance de la structure basé sur les vibrations exige de nombreuses sessions de formation expérimentale pour arriver à détecter, identifier et localiser les défaillances. Le projet VIBRATION, financé par l'UE, a remplacé la majorité des tests réels par un entraînement simulé, économisant du temps et des coûts. Les partenaires du projet ont mis au point un système de surveillance des structures pendant le vol, capable de mesurer les vibrations d'une structure composite et d'évaluer la possibilité qu'elle soit endommagée. Pour cela, ils ont fabriqué 40 poutrelles en composite, à échelle réduite. Ils en ont étudié le comportement vibratoire pour définir une ligne de base correspondant à une structure en bon état. Les tests ont contribué à mettre en évidence la variabilité des matériaux, des processus de fabrication et de l'usinage final. Ensuite, les chercheurs ont endommagé certaines des poutrelles, à des endroits donnés et sous des conditions particulières. Ils ont analysé le comportement vibratoire et l'ont comparé à la ligne de base de l'état normal. La grande variabilité des résultats a conduit à développer des outils dédiés d'analyse mathématique, capable de distinguer avec une probabilité très élevée les pièces endommagées de celles en bon état. Les chercheurs ont conçu une méthode de détection de dommage afin que la probabilité de faux positifs soit quasiment nulle. Ils ont réalisé un modèle numérique de la structure pour augmenter le nombre d'expériences visuelles conduites sur les éprouvettes, et renforcer l'exactitude de la prévision des dommages. Le système mesure la probabilité qu'une poutrelle en composite soit endommagée, et définit le seuil entre une pièce en bon état ou non. Le système de surveillance en vol des structures en composites, à partir des vibrations, devrait simplifier le réseau de capteurs et améliorer la sécurité des passagers et de l'équipage. En outre, il réduira les délais et les coûts de l'inspection et de la maintenance, rendant plus compétitive l'industrie aérospatiale.

Mots‑clés

Surveillance de l'état de la structure, structures d'avion, comportement vibratoire, VIBRATION, détection des dommages

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