Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии
Рассмотрены изменения параметров сигналов при АЭ сканировании протяженных элементов конструкций типа стержней с дефектами, сосредоточенными в некоторой ограниченной области. Предполагается, что совместное применение методов АЭ и АЭ сканирования может повысить точность прогнозирования состояния д...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101895 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859604673968734208 |
|---|---|
| author | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. |
| author_facet | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. |
| citation_txt | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Рассмотрены изменения параметров сигналов при АЭ сканировании протяженных элементов конструкций типа стержней
с дефектами, сосредоточенными в некоторой ограниченной области. Предполагается, что совместное применение методов
АЭ и АЭ сканирования может повысить точность прогнозирования состояния диагностируемых материалов. Получены
аналитические зависимости, позволяющие рассчитать возбужденное внешним источником волновое поле в стержне с уче-
том влияния коэффициента сопротивления среды на параметры сигнала АЭ. При этом расчеты можно выполнять как с
постоянным сопротивлением среды по всей длине образца, так и сосредоточенным в некотором сечении с координатой z0.
Получены численные значения коэффициента сопротивления среды для различных объемов дефектов, накопленных в про-
цессе разрушения образцов из стали 20. Показано, что ограниченная область материала с дефектами структуры оказывает
существенное влияние на распространение АЭ волны. Локальное скопление дефектов вызывает искажение распростра-
няющейся звуковой волны с ярко выраженными особенностями, которые могут быть использованы при оценке состояния
элементов конструкций методом сканирования. Результаты применения аналитической модели сканирования образцов в
широком спектре излучения позволили расширить диапазон оценок выявления мест с повышенным содержанием дефектов
и показали удовлетворительную сходимость с данными эксперимента, что свидетельствует о возможности применения
метода для совершенствования общей технологии оценки состояния конструкций.
The paper deals with changes of signal parameters at AE scanning of extended structural elements of the type of rods with
defects, concentrated in a certain limited region. It is anticipated that simultaneous application of AE and AE scanning methods
can increase the accuracy of prediction of diagnosed material state. Analytical dependencies were derived, allowing calculation
of a wave field excited by an external source in a rod, taking into account the coefficient of medium resistance to AE signal
parameters. Calculations can be performed both at constant medium resistance along the entire sample length, and with resistance
concentrated in a certain section with coordinate z0. Numerical values of the coefficient of medium resistance were derived
for various volumes of defects, accumulated during failure of samples from steel 20. It is shown that a limited area of material
with structural defects has an essential influence on AE wave propagation. Local defect accumulation causes a distortion of the
propagating sound wave with pronounced features, which can be used at evaluation of the condition of structural elements by
the method of scanning. Results of application of analytical model of sample scanning in a broad radiation spectrum allowed
widening the range of assessment of detection of locations with an increased defect number, and demonstrated a satisfactory
convergence with the experimental data that is indicative of applicability of the method to improve the general technology of
evaluation of the structure condition.
|
| first_indexed | 2025-11-28T02:04:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
3ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
УДК 621.19.20
ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛЬНОГО СКОПЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
Сообщение 1
А.Я. НЕДОСЕКА, С.А. НЕДОСЕКА
ИЭС им. Е.О.Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Рассмотрены изменения параметров сигналов при АЭ сканировании протяженных элементов конструкций типа стержней
с дефектами, сосредоточенными в некоторой ограниченной области. Предполагается, что совместное применение методов
АЭ и АЭ сканирования может повысить точность прогнозирования состояния диагностируемых материалов. Получены
аналитические зависимости, позволяющие рассчитать возбужденное внешним источником волновое поле в стержне с уче-
том влияния коэффициента сопротивления среды на параметры сигнала АЭ. При этом расчеты можно выполнять как с
постоянным сопротивлением среды по всей длине образца, так и сосредоточенным в некотором сечении с координатой z0.
Получены численные значения коэффициента сопротивления среды для различных объемов дефектов, накопленных в про-
цессе разрушения образцов из стали 20. Показано, что ограниченная область материала с дефектами структуры оказывает
существенное влияние на распространение АЭ волны. Локальное скопление дефектов вызывает искажение распростра-
няющейся звуковой волны с ярко выраженными особенностями, которые могут быть использованы при оценке состояния
элементов конструкций методом сканирования. Результаты применения аналитической модели сканирования образцов в
широком спектре излучения позволили расширить диапазон оценок выявления мест с повышенным содержанием дефектов
и показали удовлетворительную сходимость с данными эксперимента, что свидетельствует о возможности применения
метода для совершенствования общей технологии оценки состояния конструкций. Библиогр. 9, табл. 1, рис. 8
К л ю ч е в ы е с л о в а : АЭ, АЭ сканирование, дефект, сопротивление среды, аналитический расчет, стержень
Многолетний опыт работы ИЭС им. Е.О. Па-
тона НАН Украины по оценке состояния сварных
конструкций методом АЭ и созданные для этих
целей технологии контроля дали положительные
результаты по достоверности таких оценок, а ис-
пользование теории распознавания образов в ал-
горитмах прогноза позволили нормировать эти
оценки с определенной заданной вероятностью и
погрешностями [1]. В то же время исследования
сканирования материалов в широком спектре ча-
стот, характеризующих АЭ [2-5], показали, что
эта методика может быть использована для по-
вышения точности и надежности таких оценок.
При этом АЭ и АЭ-сканирование могут приме-
няться совместно, дополняя друг друга [6, 7]. Не-
значительные объемы выполненных эксперимен-
тальных исследований пока не позволяют сделать
окончательные выводы по нормированному при-
менению методики на реальных конструкциях.
Ожидаемые результаты требуют более детальной
проработки вопроса. Требуемый объем этих ис-
следований достаточно велик, как и их стоимость.
Поэтому весьма актуальным становится наряду с
экспериментами использовать технологию мате-
матического моделирования процессов сканиро-
вания с тем, чтобы заполнить те пробелы в экс-
перименте, которые по тем или иным причинам
затруднительно перекрыть опытным путем. Мо-
делирование в данной работе проведено приме-
нительно к длинным стержням, характерным для
многих сварных конструкций, и позволяет уточ-
нить экспериментальные данные на образцах с
тем, чтобы в последующем перейти к реальным
конструкциям.
Пусть имеется стержень длиной а, в котором
на расстоянии z0 в результате деформирования в
небольшой области материала возникло повы-
шенное сопротивление передвижению АЭ им-
пульса. Указанное изменение свойств материала в
сечении z = z0 можно оценить изменением скоро-
сти распространения акустической волны в этом
сечении по сравнению с базовой скоростью С1
(рис. 1). Дифференциальное уравнение, описыва-
ющее кинетику колебаний стержня при указанных
условиях, будет:
2 2
2 2 2 0
1
1 ( ) 0u u uz z tz C t
∂ ∂ ∂- - d - b =∂∂ ∂
, (1)
где u – перемещения материала стержня в направ-
лении оси z, см; С1 – скорость распространения
волн в бездефектном материале, см/с; b – коэффи-
циент сопротивления среды перемещающемуся
АЭ импульсу; d(z – z0) – дельта функция, опреде-
ляющая сосредоточенность и координату области
сопротивления, 1/см.
Выражение (1) показывает, что в определенном
сечении стержня на расстоянии z0 от источника
излучения интегрально сосредоточены дефекты
структуры материала. Другими словами, сечение © А. Я. Недосека, С. А. Недосека, 2013
4 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
z = z0 является условно сборным для всех дефек-
тов, расположенных в непосредственной близости
к сечению z0 с двух сторон от него.
Выполнив прямые интегральные преобразова-
ния Лапласа по времени и конечное преобразова-
ние Фурье по координате z [6, 7], после необходи-
мых алгебраических вычислений и обратных
преобразований получим для перемещения u сле-
дующие выражения1:
0 1
2 2 4
1 2 1 0
2
2 2
1 0
2 2 4
2 1 0
21
2 cos( )
cos ( )
cos ( )
exp
cos ( )
sin ,
n
n na
n
n
n
n
C z
u
C z
a
C z
ta
C z
C t
a
∞
=
e w
= - ×
b w
w -
b w
× - ×
b w
× w -
∑
(2)
2 2 4
2 1 0
2
cos ( )
0;n
n
C z
a
b w
w - >
0 1
2 2 41 2 1 0
2
2 2
1 0
2 2 4
2 1 0
21
2 cos( )
cos ( )
cos ( )
exp
cos ( )
sh ,
n
n
na
n
n
n
n
C z
u
C z
a
C z
ta
C z
C t
a
∞
=
e w
= - ×
b w
w -
b w
× - ×
b w
× w -
∑
(3)
2 2 4
2 1 0
2
cos ( )
0.n
n
C z
a
b w
w - <
Здесь wn – положительные корни трансцен-
дентного уравнения
sin( ) 0naw = .
Таким образом, распространение сигнала АЭ
в стержне описывается последовательно двумя
аналитическими выражениями. Первое из них со-
ответствует случаю, когда величина волнового
числа wn меньше правой части подкоренного вы-
ражения. В этом случае перемещения распростра-
няются без колебаний. Второе выражение всту-
пает в силу, когда wn становится больше правой
части и обеспечивает колебательный процесс рас-
пространения упругой волны АЭ.
Как видно из формулы, АЭ сиг-
нал затухает с течением времени.
Этот процесс усиливается с уве-
личением коэффициента b, харак-
теризующего плотность дефектов, возникающих
в структуре материала при его деформировании.
Перемещения стержня также зависят от его дли-
ны, уменьшаясь с ее увеличением. Следует также
отметить, что наличие границ стержня по его дли-
не вызывает возникновение колебательного про-
цесса в перемещениях.
Исследование особенностей распространения
АЭ волн в стержне с дефектами структуры мате-
риала проводили на модели длиной 10,6 см. При
этом исследовалось влияние величины коэффици-
ента сопротивления среды распространению сиг-
нала в дефектной области b и места ее располо-
жения на оси z. Экспериментальную часть работы
выполняли на стандартных цилиндрических об-
разцах (рис. 2). Образец из стали 20 растягивался
на разрывной машине до определенных реперных
точек, показанных на графике (рис.3, б, точки на
зеленой кривой). После этого испытания останав-
ливали, образец освобождали из захватов маши-
ны и выполнялось его сканирование, как показа-
но на рис. 2. Затем образец вновь устанавливали в
захватах разрывной машины и продолжалось его
растяжение до следующей реперной точки. Про-
цедуру повторяли, обеспечив прохождение всей
шкалы деформирования, вплоть до разрушения.
В таблице представлены значения коэффици-
ентов b, полученные при сканировании образ-
цов из стали 20 на различных стадиях деформи-
рования (e). Результаты поэтапного сканирования
фиксировались аппаратурой ЕМА 3.9. Типичные
графики акустической активности материала в
процессе накопления повреждений при растяже-
нии образцов из стали 20 и результаты средних
значений параметров АЭ сканирования для 20 та-
ких образцов представлены на рис. 3. Из графи-
ка рис. 3, а видно, что накопление повреждений
в материале образца постепенно увеличивается с
1 Подробные выкладки по выводу формул для расчета перемещений u не приводим из-за их громоздкости. Вывод выраже-
ний (2), (3) читатель может легко сделать по методике, описанной в работах [1, 5, 8].
Значения коэффициентов сопротивления среды b = C1β
e, % 1,5 2,5 6,0 7,5 9,0 13 19 22,5 25 27 28
b = C1b 0,1 0,4 0,44 0,6 0,7 0,8 0,85 0,9 0,94 4 6
b∙106,с/см 0,2 0,8 0,88 1,2 1,4 1,6 1,7 1,8 1,88 8 12
Рис. 1. Цилиндрический стержень с областью повышенного
сопротивления материала распространению волны: 1 – на-
чальная деформация ε0; 2 – перемещающийся АЭ импульс;
3 – область повышенного сопротивления
5ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
ростом его деформации, приобретая лавинообраз-
ный характер на заключительных стадиях. Этот
процесс достаточно хорошо отображает поста-
дийное АЭ сканирование материала, фиксирую-
щее постепенное ослабление амплитуды сигнала
АЭ и увеличение его длительности по мере увели-
чения количества дефектов (рис. 3, б).
На следующем этапе были выполнены ана-
литические расчеты с тем, чтобы определить ве-
личины коэффициентов сопротивления среды b,
обусловленные увеличением количества пустот,
связанных с деформированием образца в соответ-
Рис. 2. Образец в захватах разрывной машины Р20 и схема ска-
нирования: 1 – образец; 2 – захваты машины Р20; 3 – излучаю-
щий и принимающий АЭ датчики
Рис. 3. АЭ в процессе накопления повреждений и разрушения образца из стали 20 при растяжении на машине Р20 (а) и ре-
зультаты АЭ сканирования серии цилиндрических образцов с разными концентраторами из стали 20 на разных стадиях де-
формирования (б)[7]
Рис. 5. Изменение параметра Райс тайм (Rt) для двух точек
деформирования образцов – bС1=0,44 (синяя кривая) и bС1=4
(красная)
Рис. 4. Условный коэффициент сопротивления среды b=bС1 в
зависимости от величины деформации образца, перемещения
конечного торца образца u и амплитуда A сигнала АЭ импульса
при соответствующей данной деформации величины b
6 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
Рис. 6. Перемещение волны АЭ в стержне длиной 4,8 (а) и 10 см (б) при различных значениях коэффициента С1b и координа-
ты локального сосредоточения дефектов z0. Условное время С1t = 4,8 см (t = 9,6 мкс) и С1t = 1 см (22 мкс)
Рис. 7. Распространение АЭ волны в стержне длиной 50 см. Координата сечения с повышенным сопротивлением показана на
графике, на срезе момент времени t = 98 мкс
Рис. 8. Влияние постепенного перемещения переднего фронта волны по стержню длиной 100 см на амплитуду АЭ сигнала в
конечном его торце (b = 2; e0C1 = 1 см; z0 = 20 см)
7ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
ствии с проведенными экспериментами. На рис. 4
представлены результаты расчетов коэффициента
b (на графике b = bC1) в зависимости от относи-
тельной деформации e и показано его влияние на
величину амплитуды импульса АЭ и перемеще-
ния, формирующиеся на выходном торце образца.
Расчеты параметров АЭ выполнялись по приве-
денной ниже формуле, где b есть постоянное по
всей длине стержня значение коэффициента со-
противления среды. Формула получена в резуль-
тате решения дифференциального уравнения (1)
для случая, когда параметр локальности d(z – z0)
отсутствует:
0 1
2 2
1 2 1
2 2 2
21 1
1
2
4
exp sin(sh)2 4
cos( ).
n a
n
n
n
C
u
C
C C
t C t
z
∞
=
e
= ×
b
w -
b b
× - w - ×
× w
∑
(4)
В случае, если под корнем отрицательное чис-
ло, то вместо (sin) подставляется (sh).
Аналитические исследования хорошо коррелиру-
ют с данными эксперимента, полученными при ска-
нировании 20 образцов из стали 20, приведенными
на рис. 3, б. Аналитические исследования изменения
времени нарастания АЭ импульса (Rt) представлены
на рис. 5 и показали существенное отличие от экс-
периментальных данных по величине, хотя тенден-
ция по росту Rt с увеличением степени деформации
образца сохранилась. Можно полагать, что разница
между результатами эксперимента по сравнению с
аналитическими расчетами может скрываться в осо-
бенностях методики измерения параметра Rt при-
бором АЭ. В то же время, как и в эксперименте, с
увеличением величины пластической деформации e
растет время нарастания АЭ сигнала до его макси-
мального значения.
Следует отметить, что при незначительных ве-
личинах коэффициента b на конце стержня появ-
ляется достаточно чётко выраженный импульс АЭ
(рис. 5, синяя кривая). С увеличением величины
b импульс постепенно исчезает и процесс рас-
пространения АЭ волны становится плавным без
скачков, время изменения сигнала АЭ становится
длительным (рис. 5, красная кривая). Такая ситу-
ация естественно скажется на приеме волны АЭ
датчиком. Датчик может просто не среагировать
на столь медленное изменение сигнала.
Расчет распространения АЭ волн в случае, ког-
да дефекты сосредотачиваются локально в опреде-
ленных местах несущих элементов конструкций,
был выполнен по формулам (1), (2) с использова-
нием полученных выше значений коэффициента
b. Расчеты выполнялись для противоположного
удару торца образца при z = a, где устанавливает-
ся АЭ датчик, принимающий сигнал. Установлено
достаточно существенное влияние замедляющей
распространение АЭ волны преграды. Как видно
из приведенных на рис. 6 графиков, это влияние
выражается в резком по сравнению с бездефек-
тным материалом изменением распределения пе-
ремещений вдоль образца. Двигающаяся волна
как бы отражается от препятствия, находящегося
на расстоянии z0. Из рисунка также видно умень-
шение амплитуды сигнала АЭ на противополож-
ном торце стержня с увеличением b. Чем выше
это сопротивление, тем меньше амплитуда сум-
марного сигнала на торце стержня. Перемещение
полосы сопротивления ближе к противоположно-
му торцу стержня также сказывается на параме-
трах АЭ импульса. На графиках рис.6 для стержня
длиной 10 см показано распределение амплитуд
сигналов АЭ по оси z при очень больших значе-
ниях величины b. Видно, что сигнал практически
не преодолевает сопротивления и становится ни-
чтожно малым (рис. 6, б, красная кривая).
При сканировании стержня длиной 50 см кар-
тина распределения перемещений по его длине
на первый взгляд мало отличается от рассмотрен-
ных выше стержней длиной 4,8 и 10 см. Исключе-
ние составляют торцы на расстояниях 10 и 50 см
от начала координат для стержней длиной 10 и
50 см, где более резко проявляются пиковые зна-
чения амплитуд. Видна также достаточно четкая
зависимость амплитуды сигнала от величины ко-
эффициента b, уменьшающаяся с увеличением
этого коэффициента и увеличивающаяся с ростом
длины стержня. Особенности распределения ам-
плитуд АЭ сигнала появляются с появлением об-
ласти с повышенным сопротивлением среды пе-
ремещению импульса. На рис.6 и 7 это хорошо
видно. Там, где распространяющаяся волна при
отсутствии сопротивления (b = 0) не имеет «про-
валов», например, участок в районе 10 см (рис.7),
при появлении сопротивления в этом месте появ-
ляется «провал» амплитуды, увеличивающийся
с ростом коэффициента b. На рис. 7 эта область
заключена внутри эллипса. На рис. 8 приведены
графики волны, распространяющейся в стерж-
не длиной 100 см, для случая, когда область по-
вышенного сопротивления (дефектная область)
расположена на расстоянии 20 см от источника
возбуждения. Постепенное со временем переме-
щение переднего фронта волны приводит к суще-
ственным изменениям амплитуды АЭ сигнала на
конечном торце. Сравнивая графики на рис. 6–8,
можно заметить влияние длины стержня на вели-
чину и характер продольных перемещений.
8 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2, 2013
В заключение следует отметить, что характер
распределения перемещений по длине и на тор-
цах стержня достаточно сложный, зависит от мно-
гих параметров и для выявления особенностей,
связанных с появлением и ростом дефектности
структуры материалов, требует более детального
анализа на базе полученных аналитических зави-
симостей. Объем настоящей статьи не позволяет
представить такие исследования, хотя полученные
аналитические зависимости носят общий харак-
тер и дают эту возможность.
Формулы для расчета перемещений, вызван-
ных воздействием начального импульса на перед-
нем торце стержня, сложны и требуют специаль-
ных подходов для реализации на персональных
компьютерах. Скорость счета и ошибки в его ре-
зультатах в сильной мере зависят от построения
программы для ЭВМ. Поэтому для проведения
вычислений была создана и исследована специ-
альная программа. Программа позволила выпол-
нить эти вычисления. Основной трудностью при
организации компьютерного счета является до-
статочно слабая сходимость суммы по волновым
числам wn. В программе учтены эти особенности
и для стержней незначительной длины точность
расчетов укладывается в принятые нормы до 5 %.
Далее программа передавала информацию в MS
Excel для представления результатов в виде та-
блиц и графиков.
Выводы
Получены аналитические зависимости, по-
зволяющие рассчитать возбужденное внешним
источником волновое поле в стержне с учетом
влияния коэффициента сопротивления среды b на
параметры сигнала АЭ. При этом расчеты можно
выполнять как с постоянным значением b по всей
длине образца, так и сосредоточенным в некото-
ром сечении с координатой z0.
Получены численные значения коэффициента
b для различных объемов дефектов, накопленных
в процессе разрушения образцов из стали 20.
Ограниченная область материала с дефектами
структуры оказывает существенное влияние на
распространение АЭ волны.
Результаты применения аналитической мо-
дели сканирования образцов в широком спектре
излучения позволили расширить диапазон оце-
нок выявления мест с повышенным содержанием
дефектов и показали удовлетворительную сходи-
мость с данными эксперимента. Последнее свиде-
тельствует о возможности применения метода для
совершенствования общей технологии оценки со-
стояния конструкций.
1. Недосека А. Я. Основы расчета и диагностики сварных
конструкций / Под ред. Б.Е.Патона. – Киев: Индпром,
2008. – 815 с.
2. Недосека С. А., Богинич И. О. Применение аппаратуры
«ЕМА» для оценки поврежденности стали 20 акустиче-
ским методом // Техн. диагностика и неразруш. контроль.
– 1995. – №1. – С. 66–69.
3. Лебедев А. А., Чаусов Н. Г., Недосека С. А. Моделиро-
вание процесса накопления повреждений в деформиру-
емом материале по его акустическим свойствам // Вест-
ник Севастоп. гос. ун-та. – 2000. – №2. – С. 18–21.
4. Оценка поврежденности металла действующих газопро-
водов методом АЭ-сканирования / А.А.Лебедев, А.Я.Не-
досека, Н.Г.Чаусов, С.А.Недосека // Техн. диагностика и
неразруш. контроль. –2001. – № 1. – С. 8–12.
5. Механіка руйнування і міцність матеріалів/ Під ред. В.В.
Панасюка. Довід. посіб. Т.5: Неруйнівний контроль і тех-
нічна діагностика / Під ред. З.Т.Назарчука. – Львів: ФМІ,
2001. – 1132 с.
6. Недосека С. А., Недосека А. Я. Комплексная оценка по-
врежденности и остаточного ресурса металлов с эксплу-
атационной наработкой // Там же. – 2010. – № 1. – С. 9-16.
7. Недосека С. А. Диагностика и прогнозирование ресур-
са сварных конструкций методом акустической эмис-
сии. Дис....д-ра техн. наук. – Киев: ИЭС им. Е. О. Патона,
2010. – 469 с.
8. Деч Г. Руководство к практическому применению пре-
образования Лапласа и Z-преобразования. –М.: Наука,
1971. – 288 с.
9. Трантер К. Дж. Интегральные преобразования в мате-
матической физике. – М.: Гостехиздат, 1956. – 204 с.
The paper deals with changes of signal parameters at AE scanning of extended structural elements of the type of rods with
defects, concentrated in a certain limited region. It is anticipated that simultaneous application of AE and AE scanning methods
can increase the accuracy of prediction of diagnosed material state. Analytical dependencies were derived, allowing calculation
of a wave field excited by an external source in a rod, taking into account the coefficient of medium resistance to AE signal
parameters. Calculations can be performed both at constant medium resistance along the entire sample length, and with resistance
concentrated in a certain section with coordinate z0. Numerical values of the coefficient of medium resistance were derived
for various volumes of defects, accumulated during failure of samples from steel 20. It is shown that a limited area of material
with structural defects has an essential influence on AE wave propagation. Local defect accumulation causes a distortion of the
propagating sound wave with pronounced features, which can be used at evaluation of the condition of structural elements by
the method of scanning. Results of application of analytical model of sample scanning in a broad radiation spectrum allowed
widening the range of assessment of detection of locations with an increased defect number, and demonstrated a satisfactory
convergence with the experimental data that is indicative of applicability of the method to improve the general technology of
evaluation of the structure condition.
K e y w o r d s : AE, AE scanning, defect, medium resistance, analytical calculation, rod
Поступила в редакцию
08.01.13
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101895 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T02:04:14Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. 2016-06-09T07:53:34Z 2016-06-09T07:53:34Z 2013 Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101895 621.19.20 Рассмотрены изменения параметров сигналов при АЭ сканировании протяженных элементов конструкций типа стержней с дефектами, сосредоточенными в некоторой ограниченной области. Предполагается, что совместное применение методов АЭ и АЭ сканирования может повысить точность прогнозирования состояния диагностируемых материалов. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать возбужденное внешним источником волновое поле в стержне с уче- том влияния коэффициента сопротивления среды на параметры сигнала АЭ. При этом расчеты можно выполнять как с постоянным сопротивлением среды по всей длине образца, так и сосредоточенным в некотором сечении с координатой z0. Получены численные значения коэффициента сопротивления среды для различных объемов дефектов, накопленных в про- цессе разрушения образцов из стали 20. Показано, что ограниченная область материала с дефектами структуры оказывает существенное влияние на распространение АЭ волны. Локальное скопление дефектов вызывает искажение распростра- няющейся звуковой волны с ярко выраженными особенностями, которые могут быть использованы при оценке состояния элементов конструкций методом сканирования. Результаты применения аналитической модели сканирования образцов в широком спектре излучения позволили расширить диапазон оценок выявления мест с повышенным содержанием дефектов и показали удовлетворительную сходимость с данными эксперимента, что свидетельствует о возможности применения метода для совершенствования общей технологии оценки состояния конструкций. The paper deals with changes of signal parameters at AE scanning of extended structural elements of the type of rods with defects, concentrated in a certain limited region. It is anticipated that simultaneous application of AE and AE scanning methods can increase the accuracy of prediction of diagnosed material state. Analytical dependencies were derived, allowing calculation of a wave field excited by an external source in a rod, taking into account the coefficient of medium resistance to AE signal parameters. Calculations can be performed both at constant medium resistance along the entire sample length, and with resistance concentrated in a certain section with coordinate z0. Numerical values of the coefficient of medium resistance were derived for various volumes of defects, accumulated during failure of samples from steel 20. It is shown that a limited area of material with structural defects has an essential influence on AE wave propagation. Local defect accumulation causes a distortion of the propagating sound wave with pronounced features, which can be used at evaluation of the condition of structural elements by the method of scanning. Results of application of analytical model of sample scanning in a broad radiation spectrum allowed widening the range of assessment of detection of locations with an increased defect number, and demonstrated a satisfactory convergence with the experimental data that is indicative of applicability of the method to improve the general technology of evaluation of the structure condition. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии Influence of local accumulation of defects on propagation of acoustic emission waves Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии Недосека, А.Я. Недосека, С.А. Научно-технический раздел |
| title | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| title_alt | Influence of local accumulation of defects on propagation of acoustic emission waves |
| title_full | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| title_fullStr | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| title_full_unstemmed | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| title_short | Влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| title_sort | влияние локального скопления дефектов на распространение волн акустической эмиссии |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101895 |
| work_keys_str_mv | AT nedosekaaâ vliânielokalʹnogoskopleniâdefektovnarasprostranenievolnakustičeskoiémissii AT nedosekasa vliânielokalʹnogoskopleniâdefektovnarasprostranenievolnakustičeskoiémissii AT nedosekaaâ influenceoflocalaccumulationofdefectsonpropagationofacousticemissionwaves AT nedosekasa influenceoflocalaccumulationofdefectsonpropagationofacousticemissionwaves |