Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии

Abstract

Учитывая, что применение акустической эмиссии при непрерывном мониторинге эксплуатирующихся конструкций позволяет эффективно решать целый ряд вопросов обеспечения и управления их безопасностью, а использование интернета обеспечивает контроль этого процесса практически из любой внешней точки, все большую актуальность приобретает применение методов оценки состояния материалов на основе данных акустической эмиссии. Данные, полученные как при мониторинге реальных конструкций, так и при испытаниях образцов, показывают, что для оценки состояния материалов конструкций может представлять интерес энергия, связанная с деформированием материала и образованием в нем повреждений. Выделение из общей энергии разрушения части, связанной с образованием повреждений, может существенно уточнить расчеты на прочность и оценить состояние материала в каждый момент времени его эксплуатации под нагрузкой. В настоящей работе приведены возможности использования данных акустической эмиссии по выделению этой части энергии и показано, какую часть общей энергии разрушения она составляет и ее связь с накоплением повреждений структуры материала, которые в процессе повреждаемости суммируются и, в конечном счете, приводят к разрушению.

З огляду на те, що застосування акустичної емісії при безперервному моніторингу конструкцій при експлуатації дозволяє ефективно вирішувати цілий ряд питань забезпечення і управління їх безпеки, а використання інтернету забезпечує контроль цього процесу практично з будь-якої зовнішньої точки, все більшої актуальності набуває застосування методів оцінки стану матеріалів на основі даних акустичної емісії. Дані, отримані як при моніторингу реальних конструкцій, так і при випробуваннях зразків, показують, що для оцінки стану матеріалів конструкцій може становити інтерес енергія, пов’язана з деформацією матеріалу і утворенням в ньому пошкоджень. Виділення із загальної енергії руйнування частини, пов’язаної з утворенням пошкоджень, може істотно уточнити розрахунки на міцність і оцінити стан матеріалу в кожен момент часу його експлуатації під навантаженням. У даній роботі приведені можливості використання даних акустичної емісії по виділенню цієї частини енергії і показано, яку частину загальної енергії руйнування вона становить, її зв’язок з накопиченням пошкоджень структури матеріалу, які в процесі пошкоджуваності підсумовуються і, в кінцевому рахунку, призводять до руйнування.

Considering that application of acoustic emission at continuous monitoring of structures in service allows effectively solving a whole range of questions to guarantee and manage their safety, and use of Internet ensures control of this process practically from any external point, application of methods for evaluation of the state of materials based on acoustic emission data is becoming ever more urgent. The data obtained both during monitoring of the real structures, and at testing samples, show that energy associated with material deformation and formation of damage in it, can be of interest for evaluation of the state of structure materials. Separation from the total fracture energy of the part associated with formation of damage, can provide much greater precision of strength analysis and enable evaluation of the state of material at each moment of time of its operation under load. This work demonstrates the possibilities of application of acoustic emission data, shows the part of the total fracture energy to which it amounts, and its relation to accumulation of damage in the material structure, which is summed up during the damaging process, and eventually leads to fracture.