Спектральная плотность сигралов акустической эмиссии при пластической деформации алюминия в условиях мягкой схемы нагружения

Введение………………………………………………………………………………………...3
Глава 1. Закономерности накопления деформации в металлических кристаллах в условиях термомеханического нагружения и акустическая эмиссия..............................................3
1.1 Акустическая эмиссия в металлических материалах. Метод акустической эмиссии...................................................3
1.1.1. Акустическая эмиссия в металлах и сплавах
1.1.2. Механизмы возникновения акустической эмиссии
1.1.3. Спектральный анализ сигналов акустической эмиссии
1.2 Деформационные процессы в металлах и сплавах при низких и высоких температурах……………………………………………………………………………...5
1.2.1 Дислокационный механизм деформации .........................................................................5
1.2.2 Зернограничный механизм деформации...................................................................6
1.2.3 Низко- и высокотемпературная деформации...............................................................
1.2.4 Деформация в режиме ползучести.................................................................................
Глава 2. Методики исследования……………………………………………………….
2.1.Метод АЭ..............................................................................................................................
2.2. Мягкая схема нагружения. ....................................................................................
2.3. Экспериментальная установка: схема и принцип работы .........................................
2.4.Методика эксперимента (процесс нагружения) ………………………………………..
Глава 3.Экспериментальные результаты и их обсуждение.................................................................................................................................
Заключение ..............................................................................................................................
Библиографический список......................................................................................................

Весь текст будет доступен после покупки

Модернизация не дает всей промышленности стагнировать, едет постоянный рост и развитие, усовершенствуются и изменяются изделия и технологии. Поэтому повышаются требования к обеспечению технической надежности и эксплуатационной безопасности. Всвязи с этим повышается актуальность диагностики состояния конструкций и изделий. Поэтому существует очень хороший метод решения данной проблемы - метод акустической эмиссии (АЭ).
Данный метод, в отличии от других, имеет наиболее высокую чувствительность, это способствует нахождению дефектов структуры материала на уровне скопления дислокаций. При этом анализируются только развивающиеся, т.е. наиболее опасные с точки зрения снижения прочностных свойств изделия, дефекты. Он позволяет сравнительно простыми средствами организовать непрерывный, оперативный контроль с выдачей результата в реальном масштабе времени [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1.1.1. Акустическая эмиссия в металлах и сплавах
Акустическая эмиссия - процесс излучения распространяющихся в материале упругих колебаний, вызванных динамической локальной перестройкой структуры материалов под действием внутренних напряжений, приводящих к изменению кристаллической решетки или движению микро- и макродефектов. АЭ позволяет определять целостность исследуемого материала, пуская через него звуковое излучение при определенной нагрузке и температуре [2].
Также следует разобрать, что такое сигнал акустической эмиссии. Это переменная физическая величина, несущая информацию об акустической эмиссии. Параметры сигналов этой эмиссии, связанных с локальными перестройками структуры материалов, взаимосвязаны с параметрами кинетики развития дефектов и разрушения материала. Процессы движения дислокаций являются источником деформационных сигналов АЭ, которые взаимосвязаны с дискретным механизмом пластической деформации и скачками на диаграмме упрочнения.
С помощью деформационных сигналов достаточно надежно обнаруживаются фазовые превращения в материалах. Регистрация деформационных сигналов является одним из методов исследования процессов образования и развития трещин. На основе этого явления можно создать эффективные методы неразрушающего диагностического контроля состояния материалов для оценки опасности возникшей ситуации и близости момента разрушения изделия.
Подобные предпосылки уже нашли конкретное воплощение в аппаратуре и методах диагностики материалов конструкций. В настоящее время проводится значительная работа по применению акустической эмиссии для неразрушающей диагностики конструкционных машиностроительных материалов. Разработанные методы диагностического контроля и необходимая для этих целей аппаратура предоставляют широкие возможности для неразрушающей диагностики сосудов давления, сварных и клеевых соединений, обнаружения усталостных трещин, изменений структуры материалов. С помощью метода акустической эмиссии можно измерять уровень напряжений (деформаций) материала конструкции, обнаруживать развивающиеся дефекты и определять их координаты, оценивать степень опасности дефектов, а также решать другие задачи при оценке состояния конструкций и сооружений. Однако эти методы не нашли пока широкого практического применения. Объясняется это их относительной новизной, наличием ряда нерешенных еще вопросов теории и практики, а также отсутствием систематизированной информации, доступной широкому кругу специалистов, о сущности и возможностях методов, их достоинствах и недостатках, рациональных областях применения.
Акустическая эмиссия по сравнению с традиционными методами неразрушимого контроля (НК) имеет белее низкую трудоемкость подготовительных работ и контроля. АЭ позволяет устанавливать датчики на исследуемом объекте локально, что значительно снижает производственные затраты: минимальное снятие изоляции, минимальная зачистка поверхности. Так же метод не требует сплошного сканирования поверхности и позволяет осуществлять мониторинг состояния объекта во время его фактического эксплуатирования. Метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся, а значит, действительно опасных дефектов, и осуществляет их классификацию не по размерам, а по степени опасности.
1.1.2. Механизмы возникновения акустической эмиссии
Следует разобрать, что такое сигнал акустической эмиссии. Это переменная физическая величина, несущая информацию об акустической эмиссии. Параметры сигналов этой эмиссии, связанных с локальными перестройками структуры материалов, взаимосвязаны с параметрами кинетики развития дефектов и разрушения материала.
Процессы движения дислокаций являются источником деформационных сигналов АЭ, которые взаимосвязаны с дискретным механизмом пластической деформации и скачками на диаграмме упрочнения. С помощью деформационных сигналов достаточно надежно обнаруживаются фазовые превращения в материалах. Регистрация деформационных сигналов является одним из методов исследования процессов образования и развития трещин. На основе этого явления можно создать эффективные методы неразрушающего диагностического контроля состояния материалов для оценки опасности возникшей ситуации и близости момента разрушения изделия [3].
Подобные предпосылки уже нашли конкретное воплощение в аппаратуре и методах диагностики материалов конструкций. В настоящее время проводится значительная работа по применению акустической эмиссии для неразрушающей диагностики конструкционных машиностроительных материалов. Разработанные методы диагностического контроля и необходимая для этих целей аппаратура предоставляют широкие возможности для неразрушающей диагностики сосудов давления, сварных и клеевых соединений, обнаружения усталостных трещин, изменений структуры материалов. С помощью метода акустической эмиссии можно измерять уровень напряжений (деформаций) материала конструкции, обнаруживать развивающиеся дефекты и определять их координаты, оценивать степень опасности дефектов, а также решать другие задачи при оценке состояния конструкций и сооружений. Однако эти методы не нашли пока широкого практического применения. Объясняется это их относительной новизной, наличием ряда нерешенных еще вопросов теории и практики, а также отсутствием систематизированной информации, доступной широкому кругу специалистов, о сущности и возможностях методов, их достоинствах и недостатках, рациональных областях применения.
Акустическая эмиссия по сравнению с традиционными методами неразрушимого контроля (НК) имеет белее низкую трудоемкость подготовительных работ и контроля. АЭ позволяет устанавливать датчики на исследуемом объекте локально, что значительно снижает производственные затраты: минимальное снятие изоляции, минимальная зачистка поверхности. Так же метод не требует сплошного сканирования поверхности и позволяет осуществлять мониторинг состояния объекта во время его фактического эксплуатирования. Метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся, а значит, действительно опасных дефектов, и осуществляет их классификацию не по размерам, а по степени опасности.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мещеряков Д.Е. Разработка основ методики неразрушающего контроля состояния металла, сочетающей методы индентирования и акустической эмиссии. Автор канд. Диссертации Тольятти. 2009.
2. Грязнов А.С., Макаров С.В., Плотников В.А., Коваленко А.А. Система регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии при фазовых и структурных превращениях
В сборнике: Новые материалы и технологии Сборник научных статей III Российско-Казахстанской молодежной научно-технической конференции. Ответственный за выпуск А.В. Черенкова. 2015. С. 222-236.
3. Малашенко В.В., Малашенко Т.И. . Специфический механизм динамического торможения краевых дислокаций в мягких металлах
Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2010. Т. 7. № 2. С. 83-86.

Весь текст будет доступен после покупки