Разработка методов неразрушающего контроля строительных материалов, основанных на явлении механоэлектрических преобразований

• Автор: Осипов, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Глава 1. Физика процессов, сопровождающих механическую деформацию и разрушение композиционных диэлектрических материалов

1.1. Электрические эффекты при деформации и разрушении диэлектрических материалов

1.2. Закономерности и механизмы механоэлектрических преобразований в композиционных диэлектрических материалах при импульсном механическом возбуждении в области упругой деформации
1.3. Влияние структурных характеристик, наличия дефектов и напряженно-деформированного состояния, на закономерности распространения упругих волн в гетерогенных материалах
1.4. Существующие неразрушающие методы определения структурных и механических характеристик композиционных материалов и оценки напряженно-деформированного состояния

1.5. Состояние вопроса и задачи исследования

Глава 2. Методики экспериментальных исследований. Основные факторы, влияющие на параметры электромагнитного отклика
2.1. Методика и аппаратура для регистрации электромагнитного отклика на импульсное ударное возбуждение
2.2. Методика регистрации акустических колебаний и измерения скорости распространения акустических волн через образец

2.3. Методика оптической регистрации

2.4. Методика измерения электрических характеристик материала

2.5. Методика фазового рентгеноструктурного анализа
2.6. Методики оптимизации обработки данных
2.7. Характеристика объектов исследования

2.7. Исследование факторов, влияющих на параметры электромагнитного отклика
2.7.1 Исследование взаимосвязи параметров электромагнитного отклика из диэлектрических материалов с характеристиками ударного возбуждения
2.7.2 Влияние энергии и длительности ударного возбуждения на параметры электромагнитного отклика
2.7.3 Изменение параметров электромагнитного отклика в зависимости от геометрии эксперимента
Выводы к главе
Глава 3. Исследование влияния характеристик композиционных диэлектрических материалов на параметры механоэлектрических преобразований
3.1. Общие закономерности взаимосвязи упругих и электрических характеристик материалов и параметров электромагнитного отклика
3.2. Зависимость параметров механоэлектрических преобразований от концентрации включений
3.3. Влияние пористости материала на параметры электромагнитного отклика
3.4. Механоэлектрические преобразования в пьезосодержащих диэлектрических материалах
3.5. Исследование взаимосвязи между структурными характеристиками слоистых композиционных материалов и параметрами электрического
отклика на импульсное механическое возбуждение
Выводы к главе
Глава 4. Исследование связи параметров механоэлектрических преобразований с динамикой изменения качества адгезионного контакта в композиционных материалах в условиях напряженно-деформированного состояния

4.1. Влияние состояния адгезионного контакта в композиционных материалах на параметры механоэлектрических преобразований
4.1.1. Исследование изменения состояния адгезионного контакта при нагревании композитов оптическим методом
4.1.2. Исследование основных закономерностей механоэлектрических преобразований в композиционных материалах при комплексном термомеханическом возбуждении
4.2. Характер изменения амплитудно-частотных характеристик электромагнитного отклика на импульсное ударное возбуждение в зависимости от температуры
4.2.1. Исследование спектральных характеристик электромагнитного отклика из двухкомпонентной системы, состоящей из массивного гипсового камня и более тонкой металлической компоненты
4.2.2. Кинетика изменения спектральных характеристик электромагнитного отклика с температурой
4.2.3. Исследование влияния температуры на электрические характеристики композитов
4.3. Исследование основных закономерностей механоэлектрических преобразований в термически возбужденных композитах с различным соотношением коэффициентов температурного расширения компонентов. Критерий оценки прочности адгезионного контакта
4.3.1. Определение адгезионной прочности стандартным методом
Выводы к главе
Глава 5. Функциональные возможности практического использования явления механоэлектрических преобразований
5.1. Разработка электромагнитного неразрушающего метода контроля прочности изделий из твердых материалов
5.2. Возможности использования явления механоэлектрических преобразований для оценки изменения напряженно-деформированного состояния композиционных материалов

этом уменьшается, и как только она станет равной нулю, произойдет нарушение контакта соударяющихся тел.
Из рис. 2.6 также видно, что максимальная сила, прикладываемая к образцу цементного камня в процессе ударного возбуждения стальным шариком массой 0,7 г составляет порядка 0,03 Н. Было оценено максимальное механическое напряжение, которое создает удар шариком, для чего с помощью микроскопа был измерен размер отпечатка. Максимальное напряжение оказалось порядка 104 Па, в то время, как разрушающие напряжения для цементного камня составляют (3-Н>)-107Па. Следовательно, ударное возбуждение образцов с помощью стального шарика массой 0,7 г создает в цементном камне напряжения более чем на 3 порядка меньше разрушающих.
С учетом динамичности процесса необходимо определить скорость изменения механического напряжения на двойном электрическом слое или другой заряженной неоднородности или дефекте, в результате чего и возникает переменное электромагнитное поле. Первая производная от полученной с помощью пъезопленки силовой характеристики удара и дает нам скорость изменения напряжений, из которой в дальнейшем рассчитывалась спектральная характеристика ударного возбуждения (рис.
2.7.)
Частота, кГц
Рис.2.7. Спектральная характеристика импульсного механического возбуждения цементного камня