Приборы и методы диагностики состояния технических изделий и конструкций с использованием акустической эмисии

• Автор: Лузина, Наталья Петровна
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Г ЛАВА 1 Обзор состояния вопроса и задачи
1.1 Обзор существующих методов неразрушающего-контроля
1.1.1. Выбор метода неразрушающего контроля
1.1.2. Взаимосвязь с.методами контроля
1.1.3. Особенности метода акустической эмиссии (АЭ)
1.2. Физические модели процессов деформации и разрушения
1.2.1. Дислокационный механизм пластической деформации
1.2.2. Разрушение металлов
1.3. Изучение сигналов акустической эмиссии (АЭ)
1.3.1. Модель акустического сигнала
1.3.2. Акустическая эмиссия от растущей трещины
1.3.3. Основные параметры АЭ при контроле объектов
1.4. Постановка задачи и выводы
ГЛАВА 2 Методика идентификации дефектов с помощью сигналов АЭ
2.1. Регистрация и распространение сигналов АЭ...:
2.2. Оценка локальных особенностей нестационарных акустических сигналов на базе вейвлет-преобразования
2.3. Критерии классификации источников
2.4. Выводы
ГЛАВА 3 Измерение метрологических и точностных характеристик приборов, необходимых при оценке состояния технических объектов
3.1. Преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ)
3.2. Параметры ПАЗ
3.3. Аппаратура АЭ-контроля
, 3.4. Параметры и технические характеристики аппаратуры АЭ
3.5. Выводы
ГЛАВА 4 Экспериментальная 1 проверка предложенной методики на длительно эксплуатируемых промышленных объектах
4.1. Описание условий испытаний
4.2.1 Голучеиные результаты
4.3. Анализ данных
4.4. Выводы :
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В связи с постоянным усовершенствованием промышленного оборудования, широким применением новых материалов и технологий, предельной работой узлов и агрегатов, резко возрастают требования к обеспечению технической надежности и эксплуатационной безопасности оборудования. Поэтому, разработка методик количественной оценки структурных изменений в твердом теле и исследование общих закономерностей кинетики накопления повреждений становится необходимым звеном в решении актуальной задачи идентификации реальной дефектности. При этом весьма актуальна и значима диагностика состояния изделий и конструкций. Особую роль в задачах оценки степени повреждения структуры играет диагностика, использующая методы неразрушающего контроля. Одним из перспективных методов неразрушающего контроля следует признать акустические методы. Об'ьяспяется это тем, что упругие волны реагируют па все происходящие в контролируемой среде процессы, выполняют функции универсального датчика, поставляющего сведения о контролируемой среде. Это вполне естественно, так как параметры упругих волн зависят от плотности, модулей упругости, размера и геометрии структурных неоднородностей и других характеристик исследуемой среды. Обзорный анализ показал, что одним из перспективных путей решения этой проблемы следует признать метод акустической эмиссии (АЭ).
Данный метод обладает более высокой чувствительностью по сравнению с другими, методами, и позволяет обнаруживать дефекты структуры материала на уровне скопления дислокаций. При этом анализируются развивающиеся, т.е. наиболее опасные, с точки зрения снижения* прочностных _ свойств изделия, дефекты. Метод позволяет сравнительно простыми средствами организовать непрерывный, оперативный контроль с выдачей результата в реальном масштабе времени.
имея данные о деформации, можно судить либо, о свойствах, либо о воздействиях; в некоторых случаях - но том и о другом, а в некоторых - о степени изменении свойств деформируемого тела при том или' ином внешнем воздействии.
Перечисленные механизмы не исчерпывают, очевидно, всех причин возникновения волн напряжений в твердых телах при деформировании. Однако все они обладают общими признаками, позволяющими следующим образом сформулировать понятие акустической эмиссии (АЭ): акустическая эмиссия - процесс излучения распространяющихся в материале волн возмущений, вызванных динамической локальной перестройкой структуры материалов под действием внутренних напряжений, приводящих к изменению кристаллической решетки или движению микр'о- и макродефектов. При достижении поверхности тела эти волны вызывают смещения точек поверхности, что может быть зарегистрировано соответствующей аппаратурой.
Кратко рассмотрев процессы пластической деформации и разрушения металла, следует отметить, что необходимо перейти к изучению сигналов АЭ этих явлений.
Модель акустического сигнала
Структура твердого тела представляет собой случайный набор структурных образований, который при рассмотрении на одном масштабном уровне может быть изображен как набор зерен на поверхности разрушения. Зерна могут иметь самые разнообразные, случайные формы, в том числе и формы зерен, использованных для расчета единичных импульсов АЭ.
Процесс роста трещины представляет собой разрушение структуры твердого тела путем последовательного разрушения отдельных структурных образований (например, зерен).
Разрушение тела происходит путем последовательного (одного за другим) разрушения зерен. Каждому разрушению отдельного зерна соответствует излучение соответствующего единичного импульса АЭ,