Метод акустической эмиссии при исследовании пластической деформации и разрушения пористых металлических материалов

• Автор: Лепендин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 114 с. : ил.

1. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ И МЕХАНИЗМЫ
ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Акустическая эмиссия и ее основные информативные
характеристики
1.2. Физические механизмы акустической эмиссии
1.3 Методы обработки акустико-эмиссионных сигналов
1.4. Особенности моделирования физико-механических процессов в
структурно-неоднородных средах
1.5. Постановка задачи
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ
СИГНАЛОВ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ПОРИСТОГО ЖЕЛЕЗА
2.1 Особенности проведения эксперимента по измерениям сигналов
акустической эмиссии пористых металлов
2.2 Фурье-спектры сигналов акустической эмиссии
2.3. Амплитудные распределения сигналов АЭ
3. МОДЕЛЬ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ПОРИСТЫХ
МАТЕРИАЛАХ
3.1. Структурная модель пористой среды
3.2. Моделирование пластической деформации и разрушения пористого
материала
3.3. Моделирование акустической эмиссии в пористых материалах
4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ АЭ В ПОРИСТЫХ
МАТЕРИАЛАХ
4.1. Параметры акустической эмиссии при разрушении
4.2. Сопоставление результатов расчетов с экспериментом
4.3. Предложения по методике
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Одним из методов исследования процессов, сопровождающих и определяющих особенности деформирования и разрушения материалов, является метод акустической эмиссии, позволяющий вести непосредственное наблюдение за процессом локальной перестройки структуры материала при воздействии внешних механических полей. Метод акустической эмиссии дает возможность исследовать разнообразные динамические процессы, такие, как размножение и движение дефектов, фазовые переходы, зарождение и рост микротрещин. Этот метод достаточно широко применяется при исследовании компактных металлов и сплавов. В то же время закономерности акустической эмиссии, ее физические механизмы и источники в структурно-неоднородных материалах изучены недостаточно. Выявление этих механизмов, построение модели данного явления в пористых материалах представляет значительный интерес как для решения задач изучения материалов с резко неоднородной структурой, так и для задач диагностики и неразрушающего контроля изделий из конструкционных материалов.
Наличие нескольких конкурирующих механизмов пластической деформации и разрушения неоднородных материалов приводит к сложной динамике поведения регистрируемого сигнала. Выделение из него отдельных компонент или каких-либо характеристик, связанных с преобладающим механизмом деформирования, является одним из ключевых моментов при анализе получаемых результатов, построения адекватной модели данного явления и разработки новых методик диагностики механического состояния. Существующие на данный момент методики предварительной и последующей обработки сигналов акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении не позволяют определять доминирующие механизмы, ответственные за излучение акустических волн в деформируемом материале. Данные обстоятельства показывают, что
огибающую сигналов акустической эмиссии. Однако в этом случае интенсивность потока определяется с большой погрешностью, так как близко расположенные импульсы перекрываются и регистрируются как один. Для решения проблемы многократного учета одного сигнала АЭ могут применяться методы, основанные на применении некоторых статистических закономерностей в распределении сигналов эмиссии во времени и некоторых соотношениях статистической радиофизики [84-86].
Возможен иной подход к данной задаче, основанный на моделировании формы огибающей отдельного импульса в виде затухающего по экспоненте с некоторой определяемой из эксперимента постоянной времени. Он и был использован в настоящей работе. Сигнал акустической эмиссии в рамках данного подхода представлялся в следующем модельном виде (рис 2.12)
Рис.2.12. Схематическое изображение модельной формы сигнала акустической эмиссии на выходе пьезопреобразователя.