Муравьев В.В., Муравьева О.В., Будрин А.Ю., Синцов М.А., Зорин А.В. «Акустическая структуроскопия стальных образцов, нагруженных изгибом с вращением при испытаниях на усталость» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 21, № 1, с. 5-6 (2019)

целью исследования влияния накопленной поврежденности металла на скорость ультразвуковых сдвиговых и рэлеевских волн образцы стального пруткового проката подвергли циклическому нагружению по схеме консольного изгиба с вращением. Представлены результаты измерения скорости ультразвуковых волн (сдвиговых и рэлеевских) в стальных прутках при малоцикловой усталости под воздействием циклических нагрузок. Исследованы образцы прутков марки стали 40Х в состоянии поставки и после отжига при температуре 700°С в течение 30 мин. Длина прутков – 270 мм, диаметр – 10 и 19 мм. Циклические нагружения консольным изгибом обеспечивались с помощью специально разработанной установки для испытаний на усталость, в которой пруток одной стороной зажимался в патроне машины, обеспечивающей вращение, на другой стороне через подшипник подвешивался груз. Оценивались скорости сдвиговых волн в направлениях поперечного сечения прутка и рэлеевских волн по огибающей цилиндрической поверхности прутка в зоне максимальных напряжений. Возбуждение и прием волн осуществляли электромагнитно-акустическим способом. Для оценки скорости сдвиговых (поперечных) и рэлеевских волн использовался метод многократных отражений, соответственно, по сечению и огибающей прутка. Представлены результаты изменения скорости в прутках при увеличении консольной нагрузки и числа циклов. Найдено, что скорость сдвиговой волны в прутке максимально уменьшается в зоне максимальных напряжений. При нагрузках, составляющих 60% от предела текучести, в образцах наблюдается резкое снижение скорости при 300 000 циклах. Изменение структуры металла после отжига приводит к снижению числа циклов, после которого происходит резкое изменение скорости волн. Коэффициент Пуассона, рассчитанный по скоростям сдвиговых и рэлеевских волн, также изменяется с ростом числа циклов и позволяет учесть изменение диаметра прутка в процессе испытаний. Проведенные эксперименты по исследованию влияния циклических нагрузок прутков дают хорошие информативные данные по усталости в зависимости от термической обработки и структурных изменений материала. Возможность реализации электромагнитноакустического метода контроля на многократных отражениях позволяет существенно повысить чувствительность к микродефектам при анализе сигнала на дальних отражениях и обеспечить высокую точность определения скорости волн. DOI 10.22213/2413-1172-2019-1-37-44

Бехер С.А., Попков А.А. «Временные характеристики потока сигналов акустической эмиссии при развитии трещин в стекле при ударном нагружении» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 21, № 1, с. 8-10 (2019)

В настоящее время отсутствуют технические решения для реализации АЭ-контроля объектов, находящихся под действием динамических нагрузок. Расширение области применения метода, например, для мониторинга объектов в процессе ударного нагружения требует фундаментальных исследований закономерностей акустической эмиссии (АЭ) при динамических воздействиях. Целью работы является определение временных параметров АЭ, возникающей в объекте в результате ударного нагружения, для обнаружения развивающихся трещин и разрушений хрупкого типа. В экспериментах плоские образцы из силикатного стекла нагружались ударами стальными бойками, свободно падающими с высоты 500 мм. Развитие трещины контролировалось с использованием быстродействующей тензометрической системы, АЭ-аппаратуры и видеокамеры. Ударное воздействие возбуждало в объекте упругие затухающие колебания, которые фиксировались и акустико-эмиссионной, и тензометрической системами. Характерная частота сигнала тензосистемы составляла 1,6 кГц, АЭ-системы – 110 кГц. Продолжительность времени затухания колебаний в сигнале тензосистемы не превышала 4 мс, непрерывный сигнал в АЭ-системе снижался ниже порогового уровня (5 мкВ) за время 30 мс. При нагружении образцов с трещиной наблюдалось смещение кромок по типу продольного сдвига на 0,1 мм с характерным временем перехода в первоначальное состояние 0,4 с. Тензодатчики, установленные перпендикулярно направлению развития трещины, регистрировали процесс релаксации деформаций трещины в течение 400 с. Зависимость количества зарегистрированных сигналов от времени удовлетворительно описывалась логарифмическим законом. После затухания непрерывных АЭ-сигналов, вызванных ударом, наблюдались два потока дискретных сигналов АЭ. Сигналы первого потока, связанные со смещением кромок трещины, регистрировались в интервале 0,03–0,35 с. Распределение временных интервалов между сигналами первого потока описывается экспоненциальной функцией. Сигналы второго потока регистрировались в интервале 0,3–400 с только при увеличении длины трещины. Временные интервалы между сигналами второго потока распределены по логарифмическому закону, что соответствует временной зависимости деформаций. Потоки сигналов являются нестационарными и связаны с разрушением кромок трещины после перераспределения напряжений, вызванных увеличением ее длины. Зарегистрированные сигналы АЭ могут быть использованы для обнаружения развивающихся трещины при ударном нагружении. Оптимальным способом их идентификации являются методы временной селекции в диапазоне 0,03–0,35 с для обнаружения развитой трещины и 0,35–400 с для обнаружения процессов роста трещины. DOI 10.22213/2413-1172-2019-1-62-71

Стрижак В.А., Пряхин А.В., Хасанов Р.Р., Мкртчян С.С. «Дефектоскопия композитной арматуры акустическим волноводным методом» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 21, № 1, с. 11-12 (2019)

Широкому внедрению арматуры композитной полимерной мешает отсутствие производительных методик ее дефектоскопии. Особенности материала и формы сечения композитной арматуры накладывают существенные ограничения на выбор метода поиска дефектов. Предлагаемая волноводная методика контроля протяженных объектов свободна от недостатков, свойственных другим методам. Представлено описание измерительной системы, реализующей волноводную методику контроля на стержнях композитной арматуры. Методика опробована на партии прутков композитной арматуры с условным диаметром 8 мм и объемом более 1100 штук от четырех производителей. В качестве измеряемого параметра используется амплитуда эхосигнала от дефекта, приведенная к амплитуде первого донного импульса. Показаны выявляемые дефекты и соответствующие им эхограммы. Определен браковочный уровень в 2% от величины первого донного импульса, позволивший найти и визуально подтвердить дефектные участки, имеющие значительные отклонения от сечения прутка. На основании моделирования изменения площади сечения в зоне обнаруженных дефектов рассчитан коэффициент отражения. Сравнение рассчитанного коэффициента отражения с сигналом от дефекта показывает высокую эффективность метода контроля при выявлении дефектов вне зависимости от их расположения по сечению стержня. Производительность одной установки при сплошном контроле прутков длиной 12 м составляет 33 м/с. DOI 10.22213/2413-1172-2019-1-78-88