CIVA Ultraschall-Simulationssoftware

Numerische Simulation ist ein leistungsstarkes Instrument zur Entwicklung von präzisen und zuverlässigen zerstörungsfreien Ultraschall-Untersuchungsmethoden. Das CIVA Simulationssoftwarepaket wird seit zehn Jahren vom französischen Atomforschungsinstitut CEA-SACLAY entwickelt und beständig weiter ausgebaut und verfeinert.

Die Verwendung von Computersimulation zum Studium der Wechselwirkung eines Ultraschallfeldes mit einer Probe erlaubt die Entwicklung neuer Ultraschalltransducer sowie ihrer Anwendungsmethoden zu relativ günstigen Kosten. In Europa und den USA sind derartige Simulationsstudien mittlerweile verpflichtender Bestandteil in Qualifizierungsprozessen.

CIVA-Konfigurationen

  • CHAMP-SONS: Berechnet das Ultraschallfeld
  • MEPHISTO: Simuliert Fehlersuche mit Ultraschall
  • PHASED-ARRAY: Simulationsinstrument für das Design von phasengesteuerten (phased array) Transducern.

 


 

CHAMP-SONS

CHAMPS-SONS wird benutzt zur Untersuchung des Einflusses einer Probe auf die Ausbreitung eines Ultraschallfeldes. Im Falle komplexer Probengeometrie können die CAD-Daten der Probe verwendet werden.

  • Sensortypen: Tauchtechnik- oder Kontaktprüfköpfe, Dual Element (TR array), Gruppenstrahler- (Phased-Array-) Sensoren
  • Untersuchte Materialien: Isotropische und anisotropische Materialien. In jede beliebige Richtung kann ein spezieller anisotropischer elastischer Modulus definiert werden.
  • Untersuchte Formen: Kugel, Kegel, Bogen, Düsen, CAD-Daten
  • Simulationsumfang: Schallausbreitung durch Vorlaufkeil und Kopplungsmedium, nicht-perfekter Kontakt im Fall von Kontaktsonden, Schallbrechung, Dämpfung, Reflexion an Probenrückseite
  • Anwendungen: Synthese des Ultraschallpulses, Berechnung der Ultraschallausbreitung (Rayleigh-Integral), Ausbreitung eines Strahlenbündels (ray pencil)

 


 

MEPHISTO

MEPHISTO wird verwendet zur Berechnung der Wechselwirkung eines Ultraschallfeldes mit einer vom Benutzer definierten Defektverteilung. MEPHISTO verwendet das vom CHAMP-SONS-Modul berechnete Ultraschallfeld.

  • Sensortypen: Fokussiert oder nicht fokussiert, Tauchtechnik- oder Kontaktprüfköpfe, Dual Element (TR array), Gruppenstrahler- (Phased-Array-) Sensoren
  • Defekttypen: Einzeldefekte und multiple Defekte
  • Ergebnisdarstellung: A-SCAN, B-SCAN, C-SCAN, D-SCAN, TOF-Scan, Echo-Dynamik
  • Untersuchte Materialien: Homogene, isotropische Materialien
  • Untersuchte Formen: Plan, zylindrisch, komplexe Formen (CAD 2.5D)
  • Anwendungen: Auswirkung des Materialfehlers nach der Kirchhoff-Theorie,Empfindlichkeitsanalyse mit dem Reziprozitäts-Theorem

 


 

PHASED-ARRAY

Dieses Modul kann für das Design von phasengesteuerten Transducern verwendet werden, sowie für die Simulierung von Materialfehleranalysen mit solchen Transducern.

  • Form des Sensorkopfes: Rund (konzentrische Ringe), linear, Matrix, sektoriert
  • Sensortypen: Tauchtechnik- oder Kontaktprüfköpfe
  • Simulationsumfang: Konvergenzgeometrie, Brennweite, Fokusgeometrie (sphärisch, bifokal, Fermat), Schallbrechung, Verzögerungsgesetze zur Strahlführung
  • Anwendungen: Die PHASED-ARRAY Ergebnisse werden als Eingabewerte in CHAMP-SONS und MEPHISTO verwendet