Розроблення методу діагностування крихкого руйнування матеріалів за параметрами сигналів акустичної емісії - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник СКАЛЬСЬКИЙ Валентин Романович, Фізико-механічний інститут ім. Захист відбудеться "9" січня 2009 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.226.01 у Фізико-механічному інституті ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту ім. Дисертацію присвячено важливій науково технічній задачі, а саме - розробленню методу діагностування крихкого руйнування матеріалів за кількісними значеннями параметрів сигналів акустичної емісії (АЕ), що супроводжують руйнування твердих тіл. В основу класифікування типів руйнування покладено критеріальний параметр ?, який ураховує найстійкіші характеристики сигналів АЕ: час наростання переднього фронту сигналів, ширину їх спектрів частот, амплітуду огинаючої, робочу смугу первинних перетворювачів, а також коефіцієнт підсилення аналогового тракту вимірювальної АЕ-системи та коефіцієнт передачі первинного перетворювача.Згідно з концепцією "безпечного пошкодження" наявність тріщин не завжди може бути підставою для вилучення виробу чи елемента конструкції з експлуатації. Застосування методик і засобів акустико-емісійного (АЕ) діагностування матеріалів і елементів конструкцій давно підтвердило свою доцільність, однак і донині існує проблема розроблення ефективніших методик та засобів їх реалізації для оцінювання крихкого руйнування конструкційних матеріалів з урахуванням стійких параметрів сигналів АЕ. Розвязання цієї актуальної науково-технічної задачі дозволить ідентифікувати стадії крихкого руйнування матеріалів і, тим самим, не тільки діагностувати стан елементів конструкцій, а й на підставі АЕ-моніторингу ефективно визначати їх залишковий ресурс. Дослідження, що покладені в основу дисертаційної роботи, виконувались у рамках Держбюджетних наукових тем за відомчим замовленням НАН України: 2001-2004 рр. - "Розробка методів визначення залишкового ресурсу обєктів довготривалої експлуатації, що працюють в контакті з воденьмісткими середовищами", № держреєстрації (ДР) 0101U004853, дисертант - виконавець; 2005-2007 рр. - "Створення методів і засобів АЕ-оцінки розвитку обємної пошкодженості конструкційних матеріалів під дією навантаження та наводнення", № ДР 0105U004305, дисертант - виконавець; цільової комплексної програми НАН України "Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин" ("Ресурс"): 2004-2006 рр. - "Розробка методик і засобів виявлення зародження та розвитку тріщин у великогабаритних обєктах під впливом навантаження та робочого середовища", № ДР 0104U004570, дисертант - відповідальний виконавець; 2007-2009 рр. - "Створення методологічних засад акустико-емісійного діагностування стану елементів мостових конструкцій" № ДР 0107U005210, дисертант - виконавець. Метою досліджень є розвязання науково-технічної задачі: на підставі теоретико-експериментальних досліджень розробити методику та засоби для діагностування крихкого руйнування твердих тіл, які піддають дії квазістатичного механічного навантаження, шляхом оцінювання зміни найстійкіших параметрів сигналів АЕ.Описано фізичну природу явища АЕ, і показано потенційні можливості методик що побудовані на його використанні, підкреслено, що завдяки дистанційності контролю, високій чутливості, виявленню дефектів на відстанях, які на порядки перевищують їх розміри, незалежності від форми та розмірів ОК, реєстрації розвитку руйнування в реальному масштабі часу, відсутності необхідності збудження додаткових фізичних полів тощо, метод АЕ вигідно відрізняється від відомих методів НК. Із огляду літературних джерел і досвіду використання АЕ-засобів в Україні випливає, що гостро назріла проблема забезпечення портативною апаратурою, яку можна було б використовувати як в вимірювальний або індикаторний засіб у технологічному процесі виробників, так і для діагностування і моніторингу великогабаритних обєктів довготривалої експлуатації. У другому розділі розглянуто особливості зміни амплітудно-частотних характеристик сигналів АЕ на стадіях докритичного росту тріщини. Таким чином, аналізуючи час наростання сигналу АЕ, що несе інформацію про АЕ-подію, його амплітудно-частотні характеристики, можна визначати типи руйнування. A - амплітуда електричного сигналу АЕ; Df0 - смуга робочих частот АЕ-тракту приладу; Df - смуга спектру частот сигналів АЕ; h-коефіцієнт перетворення первинних перетворювачів пружних хвиль АЕ; k* - коефіцієнт підсилення АЕ-тракту, с - коефіцієнт пропорційності, що враховує фізико-хімічні характеристики матеріалу та режими проведення АЕ-вимірювань.У дисертаційній роботі розвязане важливе науково-технічне завдання - розроблення методики та засобів для діагностування крихкого руйнування твердих тіл, які піддають дії квазістатичного механічного навантаження, шляхом оцінювання зміни найстійкіших параметрів си

Основний зміст роботи