Применение метода акустической эмиссии к исследованию деформационного поведения пористого железа

• Автор: Свистун, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 119 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Метод акустической эмиссии при исследовании пластической деформации и разрушения материалов

1.1. Содержание и особенности метода акустической

эмиссии
1.2. Акустическая эмиссии при изучении процессов пластической деформации и разрушения

1.3. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. Измерение характеристик акустической эмиссии при нагружении пористых материалов

2.1. Экспериментальный комплекс по исследованию

акустической эмиссии

2.2. Особенности исследуемых образцов
2.2.1. Структуры пористых материалов
2.2.2. Особенности объекта исследования
2.3. Экспериментальные методики определения характеристик акустической эмиссии
2.3.1. Информативные параметры акустической эмиссии
2.3.2. Интенсивность потока актов акустической
эмиссии
2.3.3. Влияние режимов нагружения на параметры акустической миссии

ГЛАВА 3. Акустическая эмиссия при пластической деформации и разрушении пористого железа
3.1. Влияние пористости на характеристики акустической эмиссии при механическом нагружении пористого железа
3.2. Структурная модель влияния пористости на
акустическую эмиссию в металлах
3.2.1. Моделирование акустической эмиссии в
пористых металлах
3.2.2. Влияние на акустическую эмиссию геометрического разупрочнения пористого
материала
3.2.3. Влияние на акустическую эмиссию границ раздела
3.3. Анализ экспериментальных данных с помощью модельных расчетов
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Одним из эффективных экспериментальных методов исследования процессов, происходящих в материале, подвергнутом механическому воздействию, является метод акустической эмиссии. В его основе лежит процесс излучения твердым телом упругих волн, вызванный локальной перестройкой его внутренней структуры. Метод акустической эмиссии дает возможность исследовать разнообразные динамические процессы, такие, как размножение и движение дефектов, фазовые переходы, зарождение и рост микротрещин. Эти процессы достаточно исследованы в случае компактных металлов и сплавов [1-3]. Специфическим классом неоднородных материалов являются пористые металлы, которые выступают в качестве предельного случая гетерофазной среды с максимально различающимися свойствами составляющих фаз (твердой и поровой). Это делает пористые металлы важным объектом для анализа фундаментальных закономерностей поведения конденсированных сред [4, 5], кроме того, пористые материалы представляют также существенный интерес в качестве конструкционных [6]. В то же время деформационное поведение пористых материалов, мало изучено. В связи с этим задача применения метода акустической эмиссии к экспериментальному описанию пластической деформации и разрушения пористых металлов является актуальной.
Метод акустической эмиссии в отличие от других методов анализа структуры и физико-механических свойств является пассивным, то есть при измерениях не требуется воздействие на материал внешними физическими полями. В связи с этим для данного

применение метода акустической эмиссии к исследованию процессов пластического течения и разрушения в пористых материалах представляется важной задачей экспериментальной физики.
Проблема акустической эмиссии в деформированных пористых металлах, в силу ее сложности, может быть разделена на несколько задач, из которых необходимо выделить следующие.
Прежде всего, это выбор информативных параметров, адекватно описывающих особенности акустического излучения и его физические механизмы. Далее, это анализ влияния режимов нагружения и схем деформационно-напряженного состояния.
Особую значимость имеет установление зависимостей акустической эмиссии от величины пористости и от определяемой пористостью топологической картины пористой структуры. Следует ожидать, что качественное изменение этой картины в области перколяционного перехода от изолированных поровых кластеров к «бесконечному» кластеру поровой фазы должно вызвать смену доминирующих механизмов акустического излучения. Такой эффект может проявиться в аномальном поведении параметров акустической эмиссии в области перколяционного перехода. Необходимо также связать параметры акустической эмиссии, полученные экспериментально, с механизмами физических процессов, происходящих при нагружении пористого металла.
На основании вышеизложенного в работе была поставлена задача применение метода акустической эмиссии к изучению пластической деформации и разрушения пористых металлов. В качестве объекта было выбрано железо, достаточно подробно изученное в компактном состоянии и наиболее распространенное в качестве конструкционного материала.