Определение связи параметров сигналов акустической эмиссии с процессом разрушения образцов из стеклопластика

В статье приведены результаты исследований образцов из стеклопластика СППС при статическом нагружении. Актуальность проведенных исследований обусловлена необходимостью разработки методик, позволяющих выполнять контроль за состоянием конструкций из композиционных материалов как при их изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Прогнозирование процесса разрушения, а также оценка степени опасности определяемых дефектов осуществлялась с использованием современных методов неразрушающего контроля (акустическая эмиссия (АЭ), тензометрия, визуальный и ультразвуковой методы). В процессе испытаний выполнялся контроль дефектов в образцах с использованием метода АЭ. Для ослабления сечения образцов в их центральной части симметрично были выполнены пропилы длиной 20 и 25 мм, которые являлись концентраторами напряжений. На один из образцов предварительно был нанесен точечный удар в его центральном сечении. Получена устойчивая локация сигналов АЭ, регистрируемых в области концентраторов напряжений пьезоантенной, состоящей из четырех преобразователей акустической эмиссии. Локация сигналов АЭ осуществлялась в режиме реального времени и отражала процесс разрушения образцов. Применение для обработки сигналов АЭ двухинтервального метода позволило повысить точность локации дефектов. Проанализировано изменение основных информативных параметров сигналов АЭ (амплитуды, доминантной частоты, времени нарастания переднего фронта и энергетического параметра MARSE) в процессе нагружения образцов. Установлено, что амплитуда сигналов АЭ наиболее полно характеризует процесс разрушения образцов из стеклопластика. С использованием вейвлет-преобразования был определен структурный коэффициент, позволивший установить связь между параметрами сигналов АЭ и типом разрушения исследуемого композиционного материала.

образец, статические испытания, ударная нагрузка, акустическая эмиссия, стеклопластик, структура сигналов, разрушение

1. Мостовые конструкции из композитов / А.Е. Ушаков, Ю.Г. Кленин, Т.Г. Сорина и др. // Композиты и наноструктуры. 2009. № 3. С. 25-37.

2. Кавун Н.С., Давыдова И. Ф., Гребнева Т.В. Влияние прошивки стеклянного и углеродного армирующих волокон на остаточную прочность композиционных материалов после удара // Композиты и наноструктуры. 2013. № 1. С. 57-63.

3. СТО 39790001.03-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Пешеходные мосты и путепроводы. Конструкции дорожно-строительные из композиционных материалов. Технические требования, методы испытаний и контроля. М., 2007.

4. Степанова Л.Н., Рамазанов И.С., Чернова В.В. Вейвлет-анализ структуры сигналов акустической эмиссии при прочностных испытаниях образцов из углепластика // Контроль. Диагностика. 2015. № 7. С. 54-62.

5. Использование метода конечных элементов, тензометрии и акустической эмиссии для определения механизма разрушения образцов из углепластика при прочностных испытаниях / Л.Н. Степанова, Н.А. Коваленко, Е.С. Огнянова, В.В. Чернова и др. // Контроль. Диагностика. 2015. № 4. С. 29-36.

6. Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии / А.Н. Серьезнов, Л.Н. Степанова, B.В. Муравьев и др. М., 2004. 368 с.

7. Муравьев В.В., МуравьевМ.В., Бехер С.А. Применение методики обработки сигналов для повышения точности локализации сигналов АЭ // Дефектоскопия. 2002. № 8. С. 53-65.

8. Переберин А.В. О систематизации вейвлет-преобразований // Вычислительные методы и программирование. М., 2001. Т. 2. С. 15-40.

9. Акустико-эмиссионный контроль авиационных конструкций / А.Н. Серьезнов, Л.Н. Степанова, C.И. Кабанов и др. М., 2008. 440 с.