Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии
Учитывая, что применение акустической эмиссии при непрерывном мониторинге эксплуатирующихся конструкций позволяет эффективно решать целый ряд вопросов обеспечения и управления их безопасностью, а использование интернета обеспечивает контроль этого процесса практически из любой внешней точки, все бол...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167596 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 4. — С. 19-23. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860097195835916288 |
|---|---|
| author | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. |
| author_facet | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. |
| citation_txt | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 4. — С. 19-23. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Учитывая, что применение акустической эмиссии при непрерывном мониторинге эксплуатирующихся конструкций позволяет эффективно решать целый ряд вопросов обеспечения и управления их безопасностью, а использование интернета обеспечивает контроль этого процесса практически из любой внешней точки, все большую актуальность приобретает применение методов оценки состояния материалов на основе данных акустической эмиссии. Данные, полученные как при мониторинге реальных конструкций, так и при испытаниях образцов, показывают, что для оценки состояния материалов конструкций может представлять интерес энергия, связанная с деформированием материала и образованием в нем повреждений. Выделение из общей энергии разрушения части, связанной с образованием повреждений, может существенно уточнить расчеты на прочность и оценить состояние материала в каждый момент времени его эксплуатации под нагрузкой. В настоящей работе приведены возможности использования данных акустической эмиссии по выделению этой части энергии и показано, какую часть общей энергии разрушения она составляет и ее связь с накоплением повреждений структуры материала, которые в процессе повреждаемости суммируются и, в конечном счете, приводят к разрушению.
З огляду на те, що застосування акустичної емісії при безперервному моніторингу конструкцій при експлуатації дозволяє ефективно вирішувати цілий ряд питань забезпечення і управління їх безпеки, а використання інтернету забезпечує контроль цього процесу практично з будь-якої зовнішньої точки, все більшої актуальності набуває застосування методів оцінки стану матеріалів на основі даних акустичної емісії. Дані, отримані як при моніторингу реальних конструкцій, так і при випробуваннях зразків, показують, що для оцінки стану матеріалів конструкцій може становити інтерес енергія, пов’язана з деформацією матеріалу і утворенням в ньому пошкоджень. Виділення із загальної енергії руйнування частини, пов’язаної з утворенням пошкоджень, може істотно уточнити розрахунки на міцність і оцінити стан матеріалу в кожен момент часу його експлуатації під навантаженням. У даній роботі приведені можливості використання даних акустичної емісії по виділенню цієї частини енергії і показано, яку частину загальної енергії руйнування вона становить, її зв’язок з накопиченням пошкоджень структури матеріалу, які в процесі пошкоджуваності підсумовуються і, в кінцевому рахунку, призводять до руйнування.
Considering that application of acoustic emission at continuous monitoring of structures in service allows effectively solving a whole range of questions to guarantee and manage their safety, and use of Internet ensures control of this process practically from any external point, application of methods for evaluation of the state of materials based on acoustic emission data is becoming ever more urgent. The data obtained both during monitoring of the real structures, and at testing samples, show that energy associated with material deformation and formation of damage in it, can be of interest for evaluation of the state of structure materials. Separation from the total fracture energy of the part associated with formation of damage, can provide much greater precision of strength analysis and enable evaluation of the state of material at each moment of time of its operation under load. This work demonstrates the possibilities of application of acoustic emission data, shows the part of the total fracture energy to which it amounts, and its relation to accumulation of damage in the material structure, which is summed up during the damaging process, and eventually leads to fracture.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:26:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
19ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №4
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
УДК 621.19.40 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.04.01
ОЦЕНКА ЭНЕРГИИ, РАСХОДУЕМОЙ НА ОБРАЗОВАНИЕ
ПОВРЕЖДЕНИЙ ПРИ РАЗРУШЕНИИ МАТЕРИАЛОВ,
НА ОСНОВЕ ДАННЫХ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
А. Я. НЕДОСЕКА, С. А. НЕДОСЕКА
ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Учитывая, что применение акустической эмиссии при непрерывном мониторинге эксплуатирующихся конструкций
позволяет эффективно решать целый ряд вопросов обеспечения и управления их безопасностью, а использование интер-
нета обеспечивает контроль этого процесса практически из любой внешней точки, все большую актуальность приобре-
тает применение методов оценки состояния материалов на основе данных акустической эмиссии. Данные, полученные
как при мониторинге реальных конструкций, так и при испытаниях образцов, показывают, что для оценки состояния
материалов конструкций может представлять интерес энергия, связанная с деформированием материала и образованием
в нем повреждений. Выделение из общей энергии разрушения части, связанной с образованием повреждений, может
существенно уточнить расчеты на прочность и оценить состояние материала в каждый момент времени его эксплуа-
тации под нагрузкой. В настоящей работе приведены возможности использования данных акустической эмиссии по
выделению этой части энергии и показано, какую часть общей энергии разрушения она составляет и ее связь с нако-
плением повреждений структуры материала, которые в процессе повреждаемости суммируются и, в конечном счете,
приводят к разрушению. Библиогр. 15, рис. 5.
К л ю ч е в ы е с л о в а : прочность материалов, энергия разрушения материалов, диагностика
В последнее время при испытании мате-
риалов, оценки их несущей способности все
большие надежды возлагают на акустическую
эмиссию (АЭ), как на средство достаточно на-
дежной оценки состояния конструкций как при
испытаниях, так и при эксплуатации [1–15]. Ра-
нее проведенные исследования показали целе-
сообразность такого подхода [1–3, 10, 13]. Так,
применение АЭ при непрерывном мониторинге
эксплуатирующихся конструкций позволило ре-
шить целый ряд вопросов, связанных с обеспе-
чением и управлением их безопасности [4, 6–8,
10, 14]. Использование интернета в контролиру-
ющей аппаратуре позволило управлять контро-
лем практически из любой внешней точки [7].
Для оценки состояния материалов конструкций
существенный интерес представляет энергия,
связанная с деформированием материала и об-
разованием в нем повреждений. Вопрос о том,
какую часть общей энергии разрушения со-
ставляет энергия, связанная с образованием по-
вреждений, является важной частью расчетов на
прочность, позволяющих оценить состояние ма-
териала в каждый момент времени его эксплуа-
тации под нагрузкой. Ниже приведены возмож-
ности использования данных АЭ по выделению
этой части энергии и показано, какую часть об-
щей энергии разрушения она составляет и ее
связь с накоплением повреждений структуры
материала, которые в процессе повреждаемо-
сти суммируются и, в конечном счете, приводят
к разрушению.
Отметим, что полная работа (энергия), затра-
ченная на разрушение, например, образцов, опи-
сывается интегралами по направлению действия
силы, производящей работу, и может быть пред-
ставлена известной формулой:
0
p
ìo
t
A V Ptdt= ∫ , (1)
где Ао – полная работа (энергия) затраченная на
разрушение образца, Дж; Р – действующая на-
грузка, кг; Vм – скорость перемещения захватов
разрывной машины, м/с; t – время, с; tр – время до
разрушения образца, с.
Часть этой энергии составляют величины, от-
носящиеся к энергии, возникающей в местах об-
разования повреждений. Если амплитуда АЭ со-
бытий измеряется в дБ, то энергия будет:
52010
äÁ
À ñ o
Ý
A
PA K U P
−
= = K, Дж;
1
1 ( )K F fK= = , м/мВ
, 520
1 1
10
äÁ
À ñ,i o
Ý
iAN N
i i
i i
P A U PK
−
Σ
= =
= =∑ ∑ К, Дж; (2)
( )
1
1K F fK= = , м/мВ,
где Uo – опорный параметр амплитуды, Uo = 1∙10–9,
В; Pi – текущая нагрузка, кг; Ac, Ac,i – мгновенное
и текущее значения амплитуды события АЭ, дБ;
AдБ, AдБ, i – мгновенное и текущее значения ампли-
туды события АЭ, дБ; K – коэффициент перехода
от мВ к перемещениям в м (рис. 1); ЭA – энергия
единичного события АЭ, Дж; ЭАΣ – суммарная © А. Я. Недосека, С. А. Недосека, 2018
20 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №4
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
энергия повреждений, образовавшихся в процес-
се разрушения, Дж; Aо – общая энергия разруше-
ния образца, Дж:
0
p
î ì
t
A V Ptdt= ∫ ,
где Vм – скорость перемещения захватов разрыв-
ной машины, Vм = 0,0001 м/с.
Объем испытанного образца (рис. 2) сложной
формы с выточкой, образованной окружностью
радиусом R, составляет [4]:
2
0
2V F rd rF rSh
π
= β = π = π∫ , (3)
где F ≈ 0,5Sh – площадь выточки; β – угловая ко-
ордината в окружности, образующей цилиндриче-
скую поверхность образца.
Удельная энергия разрушения с учетом приве-
денных расчетов составляет:
Эуд = Ао/V и ЭА, уд = ЭАΣ/V.
Рассмотрим этот процесс на примере разруше-
ния образца из стали Х18Н9 (рис. 2). Типичная
картина развития разрушения и распределения во
времени основных параметров АЭ при растяже-
нии этого образца представлена на рис. 3. Испы-
тания проводили на жесткой разрывной машине,
для регистрации АЭ использовали прибор ЕМА-3
с программным обеспечением ЕМА-3.9. Значе-
ния используемых параметров АЭ представлены
в таблице справа. S(X) – погрешность определе-
ния координаты Х, мм. Количественные значения
нагрузки P и АЭ параметров определяются путем
умножения их максимальных величин, указан-
ных в скобках таблицы с правой стороны графи-
Рис. 1. Принятый в расчетах коэффициент электроакустиче-
ского преобразования K1 АЭ датчика с чувствительным эле-
ментом ЦТС-19. Представлена экспериментальная кривая 1
на основе работы [4] и аналитическое приближение (пун-
ктирная линии) 2 – прибл. К1, 3 – прибл. 1/К1
Рис. 2. Чертеж образца, принятого для испытаний (а) и схема
к расчету его объема (б)
Рис. 3. Распределение во времени параметров АЭ событий, возникших при испытании вплоть до разрушения образца (рис. 2).
Представлены АЭ события, участвующие в формировании энергии образующихся повреждений структуры материала образ-
ца, в том числе и те, вычисленные координаты которых выходят за его границы в связи с погрешностями в измерении времен-
ных задержек (точки розового цвета в нижней части графика)
21ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №4
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
ка, на значение относительной величины на оси
ординат.
Представленные на рис. 3 параметры АЭ озна-
чают [5]:
A – амплитуда сигналов в событии АЭ, дБ;
Rt – райс тайм (время нарастания сигнала до мак-
симума в событии АЭ), мкс; Nс – общая сумма
событий в рассматриваемый момент времени, ха-
рактеризует число дефектов, возникших к данно-
му моменту времени; P – разрушающая нагрузка,
кг; X – координата каждого из событий, возник-
ших в процессе испытания образца, мм; f – часто-
та сигналов АЭ, возникающих при образовании
событий, Гц.
Во избежание потери в расчетах энергии АЭ
событий, координаты которых, определенные при
обработке данных, вышли за пределы контроли-
руемой области в результате погрешностей опре-
деления временных задержек, пределы области
измерений были расширены в обе стороны гра-
ничных размеров образца на величину ±50 мм,
и, кроме этого, увеличена максимально допусти-
мая задержка по времени. Образовавшаяся после
такой коррекции картина представлена розовыми
точками, вышедшими снизу за пределы графика
на рис. 3 – координатами Х событий АЭ, в силу
погрешности якобы пришедших извне образца, но
физически относящихся к реально происходящим
в нем процессам.
В результате испытаний было зафиксировано
931 событие АЭ за время 425 с.1
График на рис. 3 наглядно представляет всю
картину АЭ испытаний образца. Виден суще-
ственный разброс координат АЭ, показывающий,
что события АЭ, а значит и повреждения в ма-
териале, возникают по всей его протяженности.
При этом каждое событие характеризуется вполне
определенной амплитудой, временем нарастания
сигнала и его частотой. График также показывает
(желтая кривая), что датчики работают практиче-
ски во всем диапазоне своих возможностей по ча-
стоте – от 74,666 до 615,385 кГц. Таким образом,
с применением аппаратуры ЕМА-3.9 получена вся
необходимая информация для непрерывного ана-
лиза и расчета энергии, затраченной на образова-
ние повреждений.
Расчет энергии АЭ событий по формулам (2)
предусматривает перевод значений амплитуд из
размерности в дБ в вольты (В). Далее использу-
ется коэффициент K для перехода к перемеще-
ниям в каждой конкретной точке возникновения
событий АЭ. Следует отметить, что значения ко-
эффициента К1 получены Хабаровским филиа-
лом института ВНИИФТРИ Госстандарта СССР
1 При проведении испытаний аппаратура ЕМА-3.9 была настроена на фиксацию всех сигналов АЭ, образующих событие, в
предположении, что все построенные события АЭ связаны с образованием повреждений.
2 Датчики новой конструкции разработаны М.А. Яременко и Л.Ф. Харченко.
специально для датчиков АЭ типа ДАЭ 002Р, раз-
работанных для аппаратуры серии ЕМА. В нашем
случае величина коэффициента К = 1/К1 опреде-
лялась с учетом применения для измерений бо-
лее чувствительных АЭ датчиков2. При этом учи-
тывались результаты тестирования, полученные
ВНИИФТРИ. Принятые для расчетов данные по
электроакустической связи представлены на гра-
фике рис. 1. Результаты расчетов приведены на
рис. 4. Полная энергия, затраченная на образова-
ние повреждений, будет определяться как сумма
Рис. 4. Распределение амплитуд АЭ событий во времени
для каждого события, (а); перемещения материала в местах
возникшей АЭ, (б); нагрузка P, суммарное количество заре-
гистрированных событий АЭ и энергия, затраченная на об-
разование повреждений в каждой конкретной точке возник-
новения события (в)
22 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №4
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
отдельных составляющих. Суммирование энергии
по всем событиям дает величину 8,6 Дж. Общая
энергия, связанная с разрушением образца, под-
считывается по формуле (1).
0
p
î ì
t
A V Ptdt= ∫ = 1153 Дж.
Таким образом, расчеты показывают, что энергия,
затраченная на образование повреждений, составляет
примерно 0,74 % от общей энергии разрушения. Как
видим, величина энергии, связанная с образованием
повреждений в материалах при разрушении незна-
чительна. Однако, учитывая, что эта величина доста-
точно точно и надежно фиксируется и распознается
методом АЭ и, в частности, специализированной аппа-
ратурой ЕМА-3.9, можно считать вполне допустимым
ее использование при определении кинетики накопле-
ния повреждений и, связанного с ними, состояния ма-
териала. Накопление с течением времени энергии в об-
разце при его разрушении, подсчитанное по формуле
(1), вместе с ростом нагрузки и энергии от событий АЭ
представлено на рис. 5.
Для определения общей удельной энергии раз-
рушения образца и энергии, связанной с образо-
ванием повреждений, подсчитаем объем разру-
шаемого образца. Учитывая незначительный при
принятых размерах образца объем, связанный
с выточкой (примерно 6 %) подсчитаем объем об-
разца без ее учета: V ≈ πd 2/4l. Здесь d – диаметр
образца, см; l – его длина, см. Тогда V ≈ 12,56 см3.
Удельные энергии разрушения Эуд и образования
повреждений ЭА,уд будут составлять, соответствен-
но: Эуд ≈ 92 Дж/см3, ЭА,уд ≈ 0,7 Дж/см3.
Выводы
1. На основе данных, полученных методом АЭ,
может быть рассчитана величина энергии, затра-
чиваемой на образование повреждений, возника-
ющих в процессе разрушения материалов.
2. Величина энергии, затрачиваемой на образо-
вание повреждений рассчитывалась с использова-
нием комплекса специализированных парамеиров
АЭ, которые реализованы в програмном обемпе-
чении аппаратуры ЕМА-3.9. Чувствительности
АЭ аппаратуры вполне достаточно для опреде-
ления величины этой энергии. При этом, энергия
может быть определена в процессе деформирова-
ния материала или на любом выделенном этапе.
3. Часть общей энергии, затрачиваемой на об-
разование повреждений, незначительна и суммар-
но составляет для рассмотренного случая испыта-
ний примерно 8,6 Дж.
4. Проведенные исследования показывают, что
при достигнутой чувствительности контролиру-
ющей аппаратуры и наличии специального про-
граммного обеспечения можно достаточно надежно
с использованием метода АЭ оценивать энергию, за-
трачиваемую на образование повреждений матери-
алов при их разрушении. Последнее позволяет оце-
нивать остаточный ресурс материала.
Список литературы
1. Бриджмен Н. (1955) Исследование больших пластиче-
ских деформаций и разрыва. Москва, Изд-во иностр. лит.
2. Волков В. А. (1980) Основные результаты базового экс-
перимента по механике разрушения на низкопрочной
стали. Проблемы разрушения металлов. Москва, Знание.
3. Лебедев А. А., Чаусов Н. Г. (1988) Экспресс-метод оцен-
ки трещиностойкости пластичных материалов. Киев,
АН УССР, препринт.
4. Недосека А. Я. (2008) Основы расчета и диагностики
сварных конструкций. Патон Б. Е. (ред.) Киев, Индпром.
5. Недосека А. Я., Недосека С. А., Маркашова Л. И., Алек-
сеенко Т. А. (2018) Исследование методом акустической
эмиссии кинетики накопления повреждений при разру-
шении материалов. Техническая диагностика и неразру-
шающий контроль, 3, 3–10.
6. Недосека С. А. (1992) Метод акустической эмиссии как
эффективное средство для исследования кинетики раз-
рушения материалов на стадиях зарождения и развития
трещин (Обзор). Там же, 3, 26–34.
7. Недосека С. А. (1998) Причины возникновения повреж-
дений и остаточный ресурс материала аварийного участ-
ка трубопровода Дашава–Киев. Там же, 1, 38–50.
8. Патон Б. Е., Лобанов Л. М., Недосека А. Я. и др. (2014)
О применении АЭ технологии при непрерывном мони-
торинге трубопроводов энергетических комплексов, ра-
ботающих при высокой температуре. Там же, 3, 7–14.
9. Скальский В. Р. (2003) Оцінка накопичення об’ємної
пошкодженості твердих тіл за сигналами акустичної
емісії. Там же, 4, 29–36.
10. Чаусов Н. Г., Недосека С. А., Лебедев А. А. (1993) Ис-
следование кинетики разрушения сталей на заключи-
тельных стадиях деформирования методом акустической
эмиссии. Проблемы прочности, 12, 14–21.
11. Stone D. E., Dingwall P. F. (1977) Acoustic Emission
parameters and their interpretation. NDT international,
10, 51–56.
12. Nakamura Yosio, Veach C. L., McCauley B. O. (1971)
Amplitude distribution of acoustic emission signals. A
symposium presented at the December Committee Week
American Society for Testing and Materials. Bal Harbour,
7–8 December, pp. 164–186.
13. Tetelman A. S., Chow R. (1971) Acoustic emission testing
and micro cracking processes. A symposium presented at the
December Committee Week American Society for Testing and
Materials. Bal Harbour, 7–8 December, pp. 30–40.
Рис. 5. Накопление с течением времени энергии в образце:
1 – нагрузка; 2 – энергия импульсов АЭ; 3 – общая энергия в
образце при его разрушени.
23ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №4
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
14. Beveridge A., Ham B., Rosenbrock L., Kriesl N. (2009)
Acoustic emission monitoring of high energy piping. IIW
Annual assembly and international conference, 12–18 July
2009. XI-926–09, Singapore.
15. (2015) 68-я ежгодная ассамблея международного инсти-
тута сварки IIW-2015. Хельсинки, Финляндия, Техниче-
ская диагностика и неразрушающий контроль, 4, 58
References
1. Bridgeman, N. (1955) Investigation of large plastic deforma-
tions and rupture. Moscow, Inostr. Lit-ra [in Russian].
2. Volkov, V.A. (1980) Main results of basic experiment on
fracture mechanics on low-strength steel. Problems of metal
fracture. Moscow, Znanie [in Russian].
3. Lebedev, A.A., Chausov, N.G. (1988) Express-method of
evaluation of crack resistance of ductile materials. Kiev, AN
Ukr.SSR [in Russian].
4. Nedoseka, A.Ya. (2018) Fundamentals of calculation and di-
agnostics of welded structures. Ed. by B.E. Paton. Kiev, In-
dprom [in Russian].
5. Nedoseka, A.Ya., Nedoseka, S.A., Markashova, L.I., Al-
ekseenko, T.A. (2018) Investigation by acoustic emission
method of the kinetics of damage accumulation at fracture
of materials. Tekh. Diagnost. i Nerazruch. Kontrol, 3, 3-13
[in Russian].
6. Nedoseka, S.A. (1992) Method of acoustic emission as an
effective tool for investigation of the kinetics of material
fracture at the stages of crack initiation and propagation (Re-
view). Ibid., 3, 26-34 [in Russian].
7. Nedoseka, S.A.(1998) Causes for damage initiation and re-
sidual life of the material of emergency section of Dasha-
va-Kiev pipeline. Ibid., 1, 38-50 [in Russian].
8. Paton, B.E., Lobanov, L.M., Nedoseka, A.Ya. et al. (2014)
On application of AE technology at continuous monitoring
of piping of power units operating at high temperature. Ibid,
3, 7-14 [in Russian].
9. Skalsky, V.R. (2003) Evaluation of accumulation of bulk
damage in solids, based on acoustic emission signals. Ibid.,
4, 29-36 [in Russian].
10. Chausov, N.G., Nedoseka, S.A., Lebedev, A.A. (1993) Inves-
tigation by acoustic emission method of the kinetics of steel
fracture at final stages of deformation. Problemy Prochnosti,
12, 14-21 [in Russian].
11. Stone, D.E., Dingwall, P.F. (1977) Acoustic emission param-
eters and their interpretation. NDT Intern., 10, 51-56.
12. Nakamura Yosio, Veach, C.L., McCauley, B.O. (1971) Am-
plitude distribution of acoustic emission signals. In: Proc. of
Symp. presented at the December Committee Week American
Society for Testing and Materials (Bal Harbour, 7-8 Decem-
ber 1971), 164-186.
13. Tetelman, A.S., Chow, R. (1971) Acoustic emission testing and
micro cracking processes. In: Proc. of Symp. presented at the
December Committee Week American Society for Testing and
Materials (Bal Harbour, 7-8 December 1971), 30-40.
14. Beveridge, A., Ham, B., Rosenbrock, L., Kriesl, N. (2009)
Acoustic emission monitoring of high energy piping. IIW An-
nual Assembly and Intern. Conference (12-18 July 2009, Sin-
gapore). XI-926-09.
15. (2015) 68th Annual Assembly of the International Institute
of Welding – IIW 2015 (Helsinki, Finland). Tekh. Diagnost. i
Nerazruch. Kontrol, 4, 58.
ОЦІНКА ЕНЕРГІЇ, ЩО ВИТРАЧАЄТЬСЯ НА УТВОРЕННЯ
ПОШКОДЖЕНЬ ПРИ РУЙНУВАННІ МАТЕРІАЛІВ, НА
ОСНОВІ ДАНИХ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ
А. Я. НЕДОСЄКА, С. А. НЕДОСЄКА
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ,
вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
З огляду на те, що застосування акустичної емісії при безпе-
рервному моніторингу конструкцій при експлуатації дозво-
ляє ефективно вирішувати цілий ряд питань забезпечення і
управління їх безпеки, а використання інтернету забезпечує
контроль цього процесу практично з будь-якої зовнішньої
точки, все більшої актуальності набуває застосування методів
оцінки стану матеріалів на основі даних акустичної емісії.
Дані, отримані як при моніторингу реальних конструкцій,
так і при випробуваннях зразків, показують, що для оцінки
стану матеріалів конструкцій може становити інтерес енер-
гія, пов’язана з деформацією матеріалу і утворенням в ньо-
му пошкоджень. Виділення із загальної енергії руйнування
частини, пов’язаної з утворенням пошкоджень, може істотно
уточнити розрахунки на міцність і оцінити стан матеріалу
в кожен момент часу його експлуатації під навантаженням.
У даній роботі приведені можливості використання даних аку-
стичної емісії по виділенню цієї частини енергії і показано,
яку частину загальної енергії руйнування вона становить, її
зв’язок з накопиченням пошкоджень структури матеріалу, які
в процесі пошкоджуваності підсумовуються і, в кінцевому ра-
хунку, призводять до руйнування. Бібліогр. 15, рис. 5.
Ключові слова: міцність матеріалів, енергія руйнування ма-
теріалів, діагностика
EVALUATION OF ENERGY CONSUMED IN DAMAGE
INITIATION AT FRACTURE OF MATERIALS, BASED ON
ACOUSTIC EMISSION DATA
A.Ya. NEDOSEKA, S.A. NEDOSEKA
E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS Ukraine,
11 Kazymyr Malevych Str., 03150, Kyiv, Ukraine.
E-mail: office@paton.kiev.ua
Considering that application of acoustic emission at continuous
monitoring of structures in service allows effectively solving a
whole range of questions to guarantee and manage their safety,
and use of Internet ensures control of this process practically from
any external point, application of methods for evaluation of the
state of materials based on acoustic emission data is becoming
ever more urgent. The data obtained both during monitoring
of the real structures, and at testing samples, show that energy
associated with material deformation and formation of damage
in it, can be of interest for evaluation of the state of structure
materials. Separation from the total fracture energy of the part
associated with formation of damage, can provide much greater
precision of strength analysis and enable evaluation of the state
of material at each moment of time of its operation under load.
This work demonstrates the possibilities of application of acoustic
emission data, shows the part of the total fracture energy to which
it amounts, and its relation to accumulation of damage in the
material structure, which is summed up during the damaging
process, and eventually leads to fracture. 15 Ref., 5 Fig.
Keywords: material strength, material fracture energy, diagnostics
Поступила в редакцию
25.09.2018
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167596 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3474 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:26:47Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Недосека, А.Я. Недосека, С.А. 2020-04-01T07:19:14Z 2020-04-01T07:19:14Z 2018 Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии / А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 4. — С. 19-23. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0235-3474 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.04.01 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167596 621.19.40 Учитывая, что применение акустической эмиссии при непрерывном мониторинге эксплуатирующихся конструкций позволяет эффективно решать целый ряд вопросов обеспечения и управления их безопасностью, а использование интернета обеспечивает контроль этого процесса практически из любой внешней точки, все большую актуальность приобретает применение методов оценки состояния материалов на основе данных акустической эмиссии. Данные, полученные как при мониторинге реальных конструкций, так и при испытаниях образцов, показывают, что для оценки состояния материалов конструкций может представлять интерес энергия, связанная с деформированием материала и образованием в нем повреждений. Выделение из общей энергии разрушения части, связанной с образованием повреждений, может существенно уточнить расчеты на прочность и оценить состояние материала в каждый момент времени его эксплуатации под нагрузкой. В настоящей работе приведены возможности использования данных акустической эмиссии по выделению этой части энергии и показано, какую часть общей энергии разрушения она составляет и ее связь с накоплением повреждений структуры материала, которые в процессе повреждаемости суммируются и, в конечном счете, приводят к разрушению. З огляду на те, що застосування акустичної емісії при безперервному моніторингу конструкцій при експлуатації дозволяє ефективно вирішувати цілий ряд питань забезпечення і управління їх безпеки, а використання інтернету забезпечує контроль цього процесу практично з будь-якої зовнішньої точки, все більшої актуальності набуває застосування методів оцінки стану матеріалів на основі даних акустичної емісії. Дані, отримані як при моніторингу реальних конструкцій, так і при випробуваннях зразків, показують, що для оцінки стану матеріалів конструкцій може становити інтерес енергія, пов’язана з деформацією матеріалу і утворенням в ньому пошкоджень. Виділення із загальної енергії руйнування частини, пов’язаної з утворенням пошкоджень, може істотно уточнити розрахунки на міцність і оцінити стан матеріалу в кожен момент часу його експлуатації під навантаженням. У даній роботі приведені можливості використання даних акустичної емісії по виділенню цієї частини енергії і показано, яку частину загальної енергії руйнування вона становить, її зв’язок з накопиченням пошкоджень структури матеріалу, які в процесі пошкоджуваності підсумовуються і, в кінцевому рахунку, призводять до руйнування. Considering that application of acoustic emission at continuous monitoring of structures in service allows effectively solving a whole range of questions to guarantee and manage their safety, and use of Internet ensures control of this process practically from any external point, application of methods for evaluation of the state of materials based on acoustic emission data is becoming ever more urgent. The data obtained both during monitoring of the real structures, and at testing samples, show that energy associated with material deformation and formation of damage in it, can be of interest for evaluation of the state of structure materials. Separation from the total fracture energy of the part associated with formation of damage, can provide much greater precision of strength analysis and enable evaluation of the state of material at each moment of time of its operation under load. This work demonstrates the possibilities of application of acoustic emission data, shows the part of the total fracture energy to which it amounts, and its relation to accumulation of damage in the material structure, which is summed up during the damaging process, and eventually leads to fracture. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии Оцінка енергії, що витрачається на утворення пошкоджень при руйнуванні матеріалів, на основі даних акустичної емісії Evaluation of energy consumed in damage initiation at fracture of materials, based on acoustic emission data Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии Недосека, А.Я. Недосека, С.А. Научно-технический раздел |
| title | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| title_alt | Оцінка енергії, що витрачається на утворення пошкоджень при руйнуванні матеріалів, на основі даних акустичної емісії Evaluation of energy consumed in damage initiation at fracture of materials, based on acoustic emission data |
| title_full | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| title_fullStr | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| title_full_unstemmed | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| title_short | Оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| title_sort | оценка энергии, расходуемой на образование повреждений при разрушении материалов, на основе данных акустической эмиссии |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167596 |
| work_keys_str_mv | AT nedosekaaâ ocenkaénergiirashoduemoinaobrazovaniepovreždeniiprirazrušeniimaterialovnaosnovedannyhakustičeskoiémissii AT nedosekasa ocenkaénergiirashoduemoinaobrazovaniepovreždeniiprirazrušeniimaterialovnaosnovedannyhakustičeskoiémissii AT nedosekaaâ ocínkaenergííŝovitračaêtʹsânautvorennâpoškodženʹpriruinuvannímateríalívnaosnovídanihakustičnoíemísíí AT nedosekasa ocínkaenergííŝovitračaêtʹsânautvorennâpoškodženʹpriruinuvannímateríalívnaosnovídanihakustičnoíemísíí AT nedosekaaâ evaluationofenergyconsumedindamageinitiationatfractureofmaterialsbasedonacousticemissiondata AT nedosekasa evaluationofenergyconsumedindamageinitiationatfractureofmaterialsbasedonacousticemissiondata |