Simulações de elementos finitos em duas escalas para inspeção UT de materiais microestruturados no CIVA

A inspeção ultrassônica (UT) de estruturas altamente heterogêneas é um assunto importante para muitas aplicações industriais na engenharia civil para a inspeção de concreto, bem como na indústria nuclear e de petróleo e gás, onde se aplica a aços fundidos e juntas soldadas. Nesses materiais, o desempenho é limitado pelo fenômeno de espalhamento de múltiplas ondas na escala da microestrutura. Nesse contexto, o uso de ferramentas de simulação eficazes é particularmente útil tanto para melhorar a interpretação do UT quanto para otimizar ou demonstrar o desempenho das inspeções. No entanto, as escalas de heterogeneidade a serem consideradas são muitas vezes menores do que frações de um décimo de um comprimento de onda. Em simulações 3D, portanto, é difícil, se não impossível, combinar desempenho computacional com o refinamento das interações modeladas. Para enfrentar esse desafio, o CEA está desenvolvendo uma abordagem original baseada em duas aplicações do método dos elementos finitos (EF) implementadas no CIVA. A primeira aplicação utiliza dados de materiais heterogêneos em microescala em pequenos volumes elementares representativos (REVs) para alimentar um segundo código dedicado à macroescala com características de meio efetivo. Este segundo código baseia-se em um modelo de elemento finito de alta ordem que é muito eficiente na escala do componente industrial inspecionado. Nesta comunicação, apresentamos as principais características dessas ferramentas de EF e ilustramos seu desempenho em diferentes casos de aplicação para peças soldadas e concreto.