Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов методом акустической эмиссии

Диссертация: Исследование кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов методом акустической эмиссии
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Таким образом, исследование кинетики деформации и разрушения материалов является важной научно-практической задачей, а применение нового акустико-эмиссионного инструмента исследований открывает широкие возможности для изучения процессов на новых практически неизученных уровнях. Результаты работы внедрены в учебный процесс ГОУВПО «Комсомольский — на — Амуре государственный технический университет… Читать ещё >

Исследование кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов методом акустической эмиссии (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Деформация и разрушение конструкционных материалов, методы исследования этих процессов
    • 1. 1. Особенности строения и свойства металлов и сплавов, применяемых в авиационной технике
    • 1. 2. Особенности деформации и разрушения титановых и алюминиевых сплавов
      • 1. 2. 1. Деформация исследуемых материалов с позиций классической дислокационной теории
      • 1. 2. 2. Подход теории физической мезомеханики к процессам деформации и разрушения
    • 1. 3. Методы определения свойств и изучения процессов деформации и разрушения материалов
    • 1. 4. Метод акустической эмиссии как инструмент исследования и контроля материалов
      • 1. 4. 1. Физические основы АЭ метода
      • 1. 4. 2. Анализируемые параметры акустической эмиссии
      • 1. 4. 3. Применение метода акустической эмиссии для решения научных и практических задач

Основной задачей материаловедения является изучение зависимостей между составом, строением и свойствами материалов, а также закономерностей их изменения под воздействием внешних факторов [60]. Решение этого вопроса кроме чисто научного интереса представляет собой ещё и важную народно-хозяйственную проблему, так как понимание закономерностей протекающих в материалах физических процессов позволяет достичь значительного прогресса в области разработки новых материалов с улучшенными потребительскими свойствами, обеспечения эксплуатационной надёжности и безопасности материалов и технического оборудования на их основе и т. д. Процесс достижения этой стратегической цели базируется на решении ряда более мелких задач, одной из которых является изучение кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов.

Известно [2], что изучение физических закономерностей изменения свойств и параметров изделий в процессе их деформации и разрушения, а также кинетики протекания этих процессов является важным этапом для разработки методов неразрушающего контроля, оценки состояния и прогнозирования разрушения этих изделий. Что в свою очередь позволяет избежать отказов различных технических систем, связанных с большими техническими и экономическими потерями, а также определяет направление дальнейшего совершенствования материалов.

На сегодняшний день известно достаточно много методов как разрушающего, так и неразрушающего контроля. Наибольшее распространение получили механические испытания (статические, динамические, усталостные, испытания на твёрдость и др.) [3], которые позволяют с достаточной точностью определять наиболее важные механические характеристики, но дают лишь информацию об интегральном состоянии исследуемого материала и не отражают кинетику физических процессов в микрообъёмах и к тому же носят разрушающий характер. Также известны методы контроля, основанные на визуальном наблюдении с использование видимого света и рентгеновских лучей (кристаллография, фрактография, металлография [24, 62] и т. д.) — способы контроля проникающими веществами, оптическими, тепловыми, акустическими, радиоволнами и радиационными методами [72 — 76]. «Однако большинство используемых методов испытаний и исследований разработано достаточно давно, и с течением времени происходит лишь совершенствование оборудования для их проведения, в то время как сами методы уже исчерпали практически все свои потенциальные возможности и не способны в полной мере удовлетворить потребности исследователей при изучении физических процессов на низких масштабных уровнях.

К числу относительно новых перспективных методов исследования и контроля относятся акустические методы. Эти методы позволяют получать огромные массивы информации о состоянии материалов и конструкций. Согласно имеющимся данным более половины современных средств неразрушающего контроля являются акустическими. Неоценима роль акустических методов контроля в прогнозировании и предупреждении аварий и катастроф — так если достоверность выявления плоскостных дефектов радиографическим методом не превышает (35. 45)%, то достоверность полученных акустическим методом данных достигает уровня 90%. Кроме того, акустические методы предоставляют широкие возможности при исследовании свойств материалов, веществ и конструкций [19].

Частным случаем акустических методов исследования и контроля является метод акустической эмиссии (АЭ). Этот относительно молодой метод (систематические исследования явления АЭ начались примерно в 50х годах прошлого столетия) уже получил широкое распространение в области исследования и неразрушающего контроля благодаря своим неоспоримым преимуществам. К отличительным особенностям этого метода относятся: оперативность, высокая разрешающая способность (высокая чувствительность к деформации), способность разделения элементарных актов деформации во времени и хорошая совместимость с другими методами исследований [33]. Вышеописанный метод обычно является неразрушающим и позволяет исследовать происходящие в материале процессы в реальном масштабе времени, дистанционно, в условиях агрессивных сред, радиации и т. д. [27]. Применение этого метода позволяет осуществлять контроль больших и сложных конструкций ограниченным числом датчиков и определять местоположение и степень опасности активных дефектов (источников АЭ) [46].

Таким образом, исследование кинетики деформации и разрушения материалов является важной научно-практической задачей, а применение нового акустико-эмиссионного инструмента исследований открывает широкие возможности для изучения процессов на новых практически неизученных уровнях.

8. Результаты работы внедрены в учебный процесс ГОУВПО «Комсомольский — на — Амуре государственный технический университет» и в производственный процесс ФГУП «Комсомольскоена — Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А.Гагарина».

Показать весь текст

Список литературы

  1. ASTME 1316−94. Standard definitions of terms relating to acoustic emissions.
  2. Gong X.L., Toyooka S. Investigation of mechanism of plastic deformation process using digital speckle pattern interferometry. Exp. mech. 1999. V. 39.-p. 25−29.
  3. D. Источники акустической эмиссии в металлах. Обзор. 4.1. -Non-destruct test. Austral. 1979. V.16. № 4. p. 9 — 18.
  4. D. Источники акустической эмиссии в металлах. Обзор. Ч.З. -Non-destruct test. Austral. 1979. V.16. № 6. p. 19 — 28.
  5. Jessen E.C., Spanheimer H., Deherrera A J. Prediction of composite pressure vessel performance by application of the Kaiser effect in acoustic emission. -ASME Paper H300−12−2-037. 1975.
  6. Kaiser J. Untersuchungen iiber das Auftreten von Gerauschen beim Zugversuch. PhD Thesis. Technische Hochschule, Munich. 1950.
  7. P., Rauskanen P. Влияние циклического нагружения на эффект Баракгаузена в поликристаллическом железе. Scand. J. Met 1979. V. 8. № 3. — p. 112−114.
  8. Koltonski W. The effect of structure and swelling of concrete on the frequency of acoustic emission signals. Arch, acoustic. 1992. № 1. — p. 67 -76.
  9. W., Heingrel H., Grundler О. Об использовании анализа акустической эмиссии при коррозийном испытании / in «7th congress material testing». Budapest. 1978. V. 2. — p. 871 — 873.
  10. Semashko N.A., Lanovenko E.V., Lanovenko V.V., Frolov A.V. Research of phase transformations in titanium and titanium alloys by ultrasonic method. Metalurgija. Croatia. 2001. V. 40. № 3. — p. 161−164.
  11. О.A., Darlow M.S., Acquaviva S.J. Обнаружение зарождения и изучение распространения трещины при усталости надрезанных и ненадрезанных титановых образцов с помощью метода акустической эмиссии. Mater, eval. 1976. V. 34. № 6. — p. 137 — 143.
  12. K.N., Tangri К. Акустическая эмиссия при деформировании поликристаллического кремнистого железа. Material science and engineering. 1975. V. 20. № l.-p. 47−54.
  13. A.S. Измерение акустической эмиссии и процессы микроразрушения. Mater, res. and stand. 1971. V. 11. № 3. — p. 13−16.
  14. .А. Техника определения механических свойств материалов. -М.: Машиностроение. 1965. 488 с.
  15. Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса / под ред. Баранова В. М и др М.: Наука. 1998.-304 с.
  16. А.Н., Гуляев А. П. О скорости роста мартенситного кристалла. Известия АН СССР. 1954. № 3, — с. 88 — 90.
  17. А.Е., Лысак Н. В. Метод акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения. Киев: Наукова думка. 1989. -176 с.
  18. Ф.В. Применение явления эмиссии волн напряжений к распространению трещины в металлах. Модель распространения трещины. Акустика. 1977. Т. 37. № 5. — с. 307 — 316.
  19. В.М., Гриценко А. И., Карасевич A.M. и др. Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса. М.: Наука. 1998. — 304 с.
  20. А.П., Школьник Л. М., Великанов А. В. и др. К вопросу применения акустической эмиссии для механических испытаний. -Проблемы прочности. 1979. № 3. с. 67 — 70.
  21. B.C., Гарбер Р. И., Кривенко Л. Ф. и др. Звуковое излучение двойникующих дислокаций при их выходе на поверхность. ФТТ. 1996. Т. 11. В. 12. -с. 3624−3626.
  22. А.С., Прохоренко П. П., Дежкунов Н. В. Физические основы и средства капиллярной дефектоскопии. Минск: Наука и техника. 1983.-256 с.
  23. К.П., Баранов А. А. Металлография. М.: Металлургия. 1970. -253 с.
  24. К.П., Баранов А. А., Металлография. М.: Металлургия. 1970. -253 с.
  25. В.Е., Соседов В. Н., Кушнир A.M. Исследование роста трещин методом акустической эмиссии. Дефектоскопия. 1975. № 3. -с. 127−129.
  26. .И. Акустическая эмиссия в металловедении. Горький: ПИК ВИНИТИ. 1981.- 116 с.
  27. В.Е. Определение моментов образования мартенсита и возникновения закалочных трещин в изделиях из стали методом акустической эмиссии. Заводская лаборатория. 1977. Т. 43. № 9. -с. 1116−1118.
  28. Е.В. Акустический способ контроля качества закалки изделий. А.с. СССР № 457 920, опубликовано 25.01.1975 г.
  29. Ю.А., Рахштадт А. Г. Материаловедение. М.: Металлургия. 1975.-448 с.
  30. И.П., Эскин Г. И. Эмиссия акустическая / в кн. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. М. Советская энциклопедия. 1979. — с. 391 -393.
  31. ГОСТ 27 655–88. Акустическая эмиссия. Термины, определения м обозначения.
  32. В.А., Дробот Ю. Б. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий. М.: Издательство стандартов. 1976.-272 с.
  33. В.А., Дробот Ю. Б., Константинов В. А. и др. Определение пластической деформации и растущих трещин методом акустической эмиссии. Измерительная техника. 1979. № 5. — с. 67 — 69.
  34. Д.Р., Карпентер С. Х. Связь между акустической эмиссией и кинетикой дислокаций в кристаллических твёрдых телах. Журнал прикладной физики. 1971. Т. 42. № 12. — с. 4685−4697.
  35. Диагностика авиационных деталей / под ред. Лозовского В. Н. и др. -М.: Машиностроение. 1988. 280 с.
  36. В.И. Разрушение алюминиевых сплавов. М.: Оборонгиз. 1981.- 175 с.
  37. Дорофеев A. J1. Индукционная дефектоскопия. М.: Машиностроение. 1976.-230 с.
  38. М.Е., Гук Ю.П., Герасимова Л. П. Разрушение алюминиевых сплавов. М.: Наука. 1980. — 220 с.
  39. М.Е., Корольков A.M., Гук Ю.П. и др. Разрушение алюминиевых сплавов при растягивающих напряжениях. М.: Наука. 1973. — 215 с.
  40. .А., Проходцева Л. В., Новосильцева Н. И. Трещиностойкость титановых сплавов. М.: Металлургия. 1983. — 192 с.
  41. И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение. 1981.-238 с.
  42. М.И. Атомно-кристаллическая структура и свойства металлов и сплавов. М.: МГУ. 1972. — 215 с.
  43. А.Д. Связь параметров эмиссии волн напряжений с характером разрушения двухслойных материалов. Физика хрупкого разрушения. Ч. 2. Киев. 1976.-с. 186−187.
  44. B.C. Механические испытания и свойства металлов. -М.: Металлургия. 1974.-303 с.
  45. В.И. Акустическая эмиссия новый метод исследования и контроля / в кн. «IX всесоюзная акустическая конференция». Доклады. Секция «В». — М.: Акустический институт СССР. 1971.-е. 171 — 174.
  46. B.C. Разрушение металлов. М.: Металлургия. 1979. — 168 с.
  47. Ю.И., Мелехин В. П., Минц Р. И. и др. Особенности параметров акустического излучения при термоупругой мартенситной реакции. -ФТТ. 1973. Т. 15. В. 9. с. 2647 — 2650.
  48. Испытание материалов: Справочник / под ред. Блюменауэра Х.Пер. с нем. М.: Металлургия. 1979. — 448 с.
  49. Г. П. Оптико-электронная обработка информации. М.: Машиностроение. 1973. 447с.
  50. Т., Курибаяси К. Акустическая эмиссия, сопровождающая распространение усталостных трещин. Киндзоку дзайрё. 1978. Т. 48. № 3. — с. 65−68.
  51. .А. Физическое металловедение титана. М.: Металлургия. 1976.- 196 с.
  52. .А., Ливанов В. А., Буханова А. А. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металлургия. 1974. — 543 с.
  53. .А., Ливанов В. А., Елагин В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1972.-480 с.
  54. А.Е. Ультразвуковые измерения. М. Изд-во стандартов. 1970.-238 с.
  55. Р. Диагностика повреждений. Пер. с англ. М.: Мир. 1989. — 512 с.
  56. Н.А., Козлов Э. В. Физическая природа стадийности пластической деформации / Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск. Наука. 1990. — с. 123 — 186.
  57. И.П. Металлография титановых сплавов. М.: Металлургия. 1980. — 465 с.
  58. В.Г., Смоленцев В. И. Вязкость разрушения алюминиевых сплавов. М.: Металлургия. 1976. — 295 с.
  59. Ю.М., Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машиностроение. 1980. -493 с.
  60. A.M., Нарзулаев Г. Х. и др. АЭ при деформировании углеродных композиционных материалов с разными матрицами / в сб. «Акустическая эмиссия гетерогенных материалов». Ленинград. 1986.-с. 155- 160.
  61. .Г. Металлография. М.: Металлургия. 1971. — 405 с.
  62. С.И., Новиков Н. В., Войницкий А. Г. Акустический метод регистрации эмиссии волн напряжений при деформировании металлов / в кн. «Приборы для исследования физических свойств материалов». Киев. Наукова думка. 1974. — с. 165 — 175.
  63. В.А., Малинин В. Г. Структурно-аналитическая теория прочности. СПб.: Наука. 1993. — 471 с.
  64. П.В., Черепанов О. И., Демидов В. Н. Математическая модель упруго-пластического деформирования мезообъёма материала с ограниченным числом систем скольжения / Изв. ВУЗов. Физика. 1995. Вып. 38. № 11.-с. 70−85.
  65. Я.И. Рентгеноструктурный анализ. М.: Металлургия. 1976. -200 с.
  66. Е. Б. Ермисон A.JI. Использование акустической эмиссии для контроля состояния железобетонных мостов / в сб. «Акустическая эмиссия материалов и конструкций». Ростов-на-Дону. 1989. Ч. 2. -с. 3 — 8.
  67. К. Акустическая эмиссия при усталостном разрушении в условиях повторяющейся нагрузки. Киндзоку дзайрё. 1977. Т. 17. № 2.-с. 43−48.
  68. Т., Фукуддзава Я., Ро Й и др. Взаимосвязь между характеристиками разрушения феррито-перлитных сталей и акустической эмиссией. Тэцу то хаганэ. 1978. Т. 64. № 7. — с. 851 -859.
  69. А.Я. Основы диагностики и расчёта сварных конструкций. -Киев. Наукова думка. 1996. 293 с.
  70. Неразрушающий контроль. Кн. 1. Общие вопросы. Контроль проникающими веществами / под ред. Сухорукова В. В. М.: Высшая школа. 1992. — 244 с.
  71. Неразрушающий контроль. Кн. 2. Акустический контроль / под ред. Сухорукова В. В. М.: Высшая школа. 1992. — 382 с.
  72. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль / под ред. Сухорукова В. В. М.: Высшая школа. 1992. — 312 с.
  73. Неразрушающий контроль. Кн. 4. Контроль излучениями / под ред. Сухорукова В. В. М.: Высшая школа. 1992. — 354 с.
  74. Неразрушающий контроль. Кн. 5. Интроскопия и автоматизация контроля / под ред. Сухорукова В. В. М.: Высшая школа. 1992. — 286 с.
  75. И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. М.: Металлургия. 1975. — 207 с.
  76. Н.В., Филоненко С. Ф., Городыский Н. И. и др. К критерию определения источника сигналов акустической эмиссии при нагружении материалов. Сверхтвёрдые материалы. 1987. № 2. -с. 42−45.
  77. В.Е. Методология физической мезомеханики как основа построения моделей в компьютерном конструировании материалов / Изв. ВУЗов. Физика. 1995. Вып. 38. № 11.-е. 6−25.
  78. В.Е. Основы физической мезомеханики / Физическая мезомеханика. № 1. 1998. с. 5 — 22.
  79. В.Е., Гриняев Ю. В., Данилов В. И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука. 1990. -255 с.
  80. В.Е., Гриняев Ю. В., Елсукова Т. Ф., Иванчин А. Г. Структурные уровни деформации твёрдых тел / Изв. ВУЗов. Физика. Вып. 25. № 6. 1982.-е. 5−27.
  81. В.Е., Дерюгин Е. Е., Деревягина JI.C. Принцип масштабной инвариантности при пластической деформации на микро- и мезомаспггабном уровнях / ФММ.1997. Т. 84. Вып. 1. с. 106 — 111.
  82. В.Е., Дерюгин Е. Е., Деревягина J1.C. Принцип масштабной инвариантности при пластической деформации на микро- и мезомасштабных уровнях / ФММ. 1997. Т. 84. Вып. 1.-е. 106 111.
  83. В.Е., Лихачёв В. А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твёрдых тел. Новосибирск: Наука. 1985. — 229 с.
  84. А.Н., Гузь И. С. Акустическая эмиссия при деформировании и разрушении твёрдых тел. Киев: Наукова думка. 1980. — 110 с.
  85. Прочность и акустическая эмиссия материалов и элементов конструкций / под ред. Писаренко Г. С. Киев. Наукова думка. 1991. -231 с.
  86. РД-03−131−97. Правила организации и проведения акусто-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. М. Изд-во стандартов. 1996. — 40 с.
  87. Рентгенотехника: Справочник / под ред. Клюева В. В. М.: Машиностроение. 1980. — 482 с.
  88. К. Акустическая эмиссия при мартенситном превращении. -Киндзоку дзайрё. 1977. Т. 17. № 2. с. 38 -42.
  89. В.И. Диагностика процесса шлифования методом акустической эмиссии. Вестник машиностроения. 1988. № 1. — с. 43 — 45.
  90. Н.А., Лановенко Е. В., Лановенко В. В. и др. Исследование акустических свойств ферромагнитных металлов и сплавов -Материаловедение. 2000. № 11. с. 3 — 10.
  91. Н.А., Фролов А. В., Муравьёв В. И. и др. О новых параметрах метода акустической эмиссии. / в сб. тезисов докладов 1ой евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур». М.: МИСиС. 2002. — с. 45.
  92. А.В., Жигун А. П., Дунина Л. П. и др. Применение акустической эмиссии для определения предела упругости конструкционных сталей. Заводская лаборатория. 1979. Т. 45. № 4. -с. 363−365.
  93. В.Н. Исследование связи характеристик сигналов акустической эмиссии со структурой материалов. Заводская лаборатория. 1978. Т. 44. № 3. — с. 317 — 321.
  94. Супрапеди, Тойоока С. Пространственно-временное наблюдение пластической деформации и разрушения методом лазерной спекл-интерферометрии. Физическая мезомеханика. 1998. Т.1. № 1. -с. 55 — 60.
  95. Л.Т. Механические испытания металлов. М.: Металлургия. 1971. — 224 с.
  96. С., Маджарова В., Жанг К. и др. Исследование элементарных процессов пластической деформации с помощью динамической электронной спекл-интерферометрии. Физическая мезомеханика. № 4. 2001. — с. 23 — 27.
  97. У., Томсон Р. Физика твёрдого тела. Пер. с англ. М.: Мир. 1969.-558 с.
  98. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов / под ред. Панина В. Е. Новосибирск: Наука. 1995. — 617 с.
  99. С.Ф. Акустическая эмиссия Киев. КМУГА. 1999. 304 с.
  100. С.Ф. Акустическая эмиссия. Измерение, контроль, диагностика. К.: КМУГА. — 1999. — 312 с.
  101. С.Ф., Семашко Н. А., Покладий Г. Г. и др. Определение момента касания детали кругом и глубины врезания с использованием метода акустической эмиссии. Сверхтвёрдые материалы. 1994. № 5. -с. 61−64.
  102. П.Х., Орд P.M. Акустическая эмиссия / в кн. «Методы неразрушающих испытаний». М. Мир. 1972. — с. 27 — 58.
  103. Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир. 1972. -408 с.
  104. У. Титан и его сплавы. Пер. с нем. М.: Металлургия. 1979. -77 с.
  105. В.В., Яковлев С. П. Анизотропия механических свойств материалов. -М.: Машиностроение. 1972. 136 с.
  106. Шип В.В., Муравин Г. Б., Чабуркин В. Ф. Вопросы применения акустической эмиссии при диагностики сварных трубопроводов -Дефектоскопия. 1993. № 8. с. 17−23.
  107. Энгель JL, Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение: Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия. 1986. — 232 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!