Акустическая эмиссия при испытании композитных материалов

Abstract

В данной работе выполнена оценка возможности применения метода АЭ на базе аппаратуры типа ЕМА для контроля композиционного материала Udo UD CST 150/300 на основе связующего ARALDITE 564. Выполнена проверка локации координат источников АЭ на ненагруженной пластине и образцах, подвергнутых статическому нагружению. Проверена возможность выделения различных стадий нагружения по сигналам АЭ. Показано, что исследуемый композиционный материал является контролепригодным с точки зрения метода АЭ, позволяет определять координаты источников АЭ с достаточно высокой точностью при тестовом прозвучивании и излучает волны АЭ в процессе деформирования и разрушения. При наличии концентраторов можно с достаточной для практики точностью определить их местоположение в процессе нагружения образца. При проведенных АЭ испытаниях образцов на растяжение выделено две разделенные во времени группы событий, первая из которых возникает вскоре после начала нагружения, а вторая непосредственно перед разрушением и в процессе его. Отмечено резкое двукратное повышение уровня непрерывной АЭ при регистрации предразрушающего состояния и момента разрушения. Отмечена принципиальная возможность создания методики контроля композитов с применением АЭ технологии и прогнозированием их состояния после дополнительных исследований с целью четкой отработки критериев, характеризующих разрушение.

У даній роботі виконана оцінка можливості застосування методу АЕ на базі апаратури типу ЕМА для контролю композиційного матеріалу Udo UD CST 150/300 на основі зв´язуючого ARALDITE 564. Виконано перевірку локації координат джерел АЕ на ненавантаженій пластині і зразках, підданих статичному навантаженню. Перевірена можливість виділення різних стадій навантаження за сигналами АЕ. Показано, що досліджуваний композиційний матеріал є контролепридатного з точки зору методу АЕ, дозволяє визначати координати джерел АЕ з досить високою точністю при тестовому прозвучуванні і випромінює хвилі АЕ в процесі деформування і руйнування. При наявності концентраторів можна з достатньою для практики точністю визначити їх місце розташування в процесі навантаження зразка. При проведених АЕ випробуваннях зразків на розтяг виділено дві розділені у часі групи подій, перша з яких виникає незабаром після початку навантаження, а друга безпосередньо перед руйнуванням і в процесі його. Відзначено різке дворазове підвищення рівня безперервної АЕ при реєстрації передруйнівного стану і моменту руйнування. Відзначено принципову можливість створення методики контролю композитів із застосуванням АЕ технології і прогнозуванням їх стану після додаткових досліджень з метою чіткого відпрацювання критеріїв, що характеризують руйнування

Possibility of application of AE method based on EMA type instrumentation to control composite material Udo UD CST 150/300 with ARALDITE binder 564 was assessed in this work. Verification of the location of AE source coordinates was performed on an unloaded plate and on samples under static loading. Possibility of separation of different loading stages by AE signals was checked. It is shown that the studied composite material is testable from the viewpoint of AE method, allows determination of AE source coordinates with sufficiently high accuracy at test sounding and emits AE waves during deformation and fracture. In the presence of concentrators it is possible to determine their location during sample loading, with sufficient degree of accuracy for practical purposes. During the conducted AE testing of samples for tensile testing, two groups of events separated in time were singled out. The first of them appears soon after the start of loading, and the second one – directly before fracture and during it. An abrupt two times increase of the continuous AE level was noted at recording of the pre-fracture state and the moment of fracture. A fundamental possibility of development of the composites control procedure with AE technology application and prediction of their state after additional studies with the purpose of precise determination of the criteria, characterizing fracture, is noted.