Application Of Wavelet-transformation Of Acoustic Emission Signals For Evaluation Of Structural Material Macrofracture

Abstract

Розглянуто особливості сигналів акустичної емісії під час макроруйнування різних конструкційних матеріалів (корунду, скла, сталі, стоматологічних полімерів, композитів). Для цього використано результати аналізу локальних максимумів неперервного вейвлет-перетворення сигналів акустичної емісії. За критерієм ідентифікування типів макроруйнування оцінено крихке, в'язко-крихке та в'язке руйнування. Встановлено характерні відмінності сигналів за шириною смуги частот їх локальних максимумів, тривалістю її випромінювання та зміною значень домінуючої частоти. Бібліогр. 34, табл. 1, рис. 5. К л ю ч о в і с л о в а : руйнування, акустична емісія, неперервне вейвлет-перетворення, критерій ідентифікування типів руйнуванняОдним із факторів, які визначають тривалість екс-плуатування того чи іншого елемента конструкції або виробу, є ступінь деградування їх конструк-ційних матеріалів. На основі моніторингу ста-ну останніх методами та засобами неруйнівного контролю можна виявити зародження та розвиток у них небезпечних явищ на ранніх стадіях і від-повідним чином запобігати розвиткові незворотних руйнівних процесів. Особливої уваги потребують тріщиноподібні дефекти, оскільки окрихчення ма-теріалів сприяє значному зростанню швидкості руйнування як на стадіях зародження, так і суб-критичного розвитку. У зв'язку з цим важливо вміти оцінювати типи руйнування матеріалів, що може дати важливу інформацію про стадії його розвитку, а відтак і ефективно оцінити залишко-вий ресурс об'єкта контролю.Стан проблеми. Серед великої кількості мето-дів неруйнівного контролю широкої популярнос-ті набув метод, заснований на використанні явища акустичної емісії (АЕ), яка супроводжує руйну-вання матеріалу [1]. Він ґрунтується на ефектив-ному реєструванні пружних хвиль АЕ як носія інформації про стан досліджуваних об'єктів із по-дальшим аналізом та опрацюванням зареєстро-ваних електричних АЕ-сигналів. Сучасні засоби відбору, опрацювання і зберігання АЕ-інформа-ції дають можливість оцінити такі параметри сиг-налів як амплітуда, частота, час наростання пе-реднього фронту, тривалість, енергія тощо. За їх зміною можна, зокрема, й ідентифікувати тип руйнування.Динаміку елементарних процесів мікротріщи-ноутворення та можливість кількісного оцінюван-ня руйнування за сигналами АЕ досліджували у праці [2]. Доведено, що вибухова АЕ, яка супрово-джує ріст макроскопічних субкритичних тріщин, зумовлена миттєво швидким руйнуванням у мі-кроскопічному об'ємі.Методику ідентифікування типів макроруйну-вання за амплітудно-частотними характеристика-ми сигналів АЕ вперше представлено авторами [3]. Встановлено, що під час пластичного дефор-мування випромінюються неперервні сигнали АЕ з власною частотою коливань приблизно 20 кГц. У зоні плинності матеріалу руйнування супрово-джується дискретними сигналам АЕ із частотою коливань близько 50 кГц, а за крихкого руйнуван-ня -у діапазоні до 250 кГц. На думку авторів АЕ добре відображає процеси, які корелюють із меха-нічними параметрами росту тріщини, зокрема, зі швидкістю поширення та динамічними змінами в області її вершини.Взаємо...