Восстановление измеряемых характеристик источников акустической эмиссии при контроле металлоконструкций в машиностроении

А L Bobrov; A A Popkov

doi:10.22213/2413-1172-2018-3-31-37

Authors

А. L. Bobrov Siberian State Transport University
A. A. Popkov Siberian State Transport University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-3-31-37

Keywords:

acoustic emission, amplitude distribution, emitter, metal construction, sensitivity threshold, signals quantity, frequency distribution

Abstract

The use of acoustic-emission (AE) non-destructive testing of metal engineering structures in the long term makes it possible to associate the flow parameters obtained by this method with the characteristics of the state of the object. However, the numerical values of the stream parameters of the AE strongly depend on the sensitivity of the equipment, the unevenness of which for different conditions and objects can significantly fluctuate. In this paper, studies are made that allow using the amplitude distributions of the registered AE signals obtained during the investigation to reconstruct the total number of AE signals and the total energy at a given sensitivity level for a correct assessment of the state of the metal structure. Acoustic-emission information was registered from sources in the form of indentation and fatigue crack during static tests. As a result of the processing of the results, it is established that the AE signals have a power-law coupling of the frequency of the distribution with the amplitude for both types of sources with a high correlation coefficient. The oscillations of the parameters of the power law depend significantly on different stages of development of the sources. Using the experimentally obtained relationship between the frequency of occurrence of AE events and the amplitude, it is possible to reconstruct the total number of AE signals and the total energy at a given sensitivity level, which is different from the real threshold. Such a method allows to stabilize the flow parameters of AE when using them for estimating the state and predicting the life of metal structures.

Author Biographies

А. L. Bobrov, Siberian State Transport University

PhD in Engineering, Associate Professor

A. A. Popkov, Siberian State Transport University

Post-graduate

References

Прогнозирование предельного состояния сплава ОТ-4 с использованием метода акустической эмиссии. Семашко Н. А., Муравьев В. И., Башков О. В., Фролов А. В. // Контроль. Диагностика. 2001. № 6. С. 30.

Takeda R., Kaneko Y., Vinogradov A., Merson D. L. Cluster analysis of acoustic emissions measured during deformation of duplex stainless steels. Materials Transactions, 2013, vol. 54, no. 4, pp. 532-539.

Носов В. В., Бураков И. Н. Микромеханическая модель акустической эмиссии гетерогенных материалов // Дефектоскопия. 2004. № 2. С. 54-61.

Komarov K. L., Sereznov A. N., Muravev V. V., Stepanova L. N., Chaplygin V. N. [Acoustic-emission testing of side frames and sprung beams in wagons]. Russian Journal of Nondestructive Testing, 1997, vol. 33, no. 1, pp. 32-35.

Bobrov A. L. [Using the AE method to increase the lifetime of complex-shaped steel parts]. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2016, iss. 2, pp. 21-33.

Быков С. П., Иванов В. И. Акустическая эмиссия при росте трещин в вязкоупругом материале // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74, № 9. С. 47-52.

Быков С. П., Юрайдо Б. Ф., Иванов В. И. О достоверности акустико-эмиссионного контроля // Контроль. Диагностика. 2013. № 12. С. 53-60.

Муравьев В. В., Муравьев М. В., Бехер С. А. Влияние условий нагружения на информативные параметры и спектр сигналов акустической эмиссии в образцах углеродистых сталей // Дефектоскопия. 2002. № 7. С. 10-20.

Dunegan H. L., Harris D. O., Tatro C. A. [Fracture analysis by use of acoustic emission]. Engineering fracture mechanics, 1968, vol. 1, no. 1, pp. 105-122.

Муравьев В. В., Степанов Л. Н., Кареев А. Е. Оценка степени опасности усталостных трещин при акустико-эмиссионном контроле литых деталей тележки грузового вагона. Дефектоскопия. 2003. № 1. С. 63-68.

Исследования основных параметров сигналов акустической эмиссии при статических и циклических испытаниях образцов из стали 20ГЛ / Л. Н. Степанова, А. Л. Бобров, К. В. Канифадин, В. В. Чернова // Деформация и разрушение материалов. 2014. № 6. С. 41-47.

Муравьев В. В., Муравьева О. В. Оценка роста усталостных трещин в боковых рамах тележек грузовых вагонов акустико-эмиссионным методом // Деформация и разрушение материалов. 2016. № 9. С. 24-29.

Буденков Г. А., Недзвецкая О. В. Динамические задачи теории упругости в приложении к проблемам акустического контроля и диагностики. М. : Изд-во физ.-мат. лит-ры, 2004, 136 с.

Builo S. I., Kuznetsov D. M., Gaponov V. L. Chapter 13: Acoustic Emission Diagnostics of the Kinetics of Physicochemical Processes in Liquid and Solid Media. In: Advanced Materials. Studies and Applications. New York, Nova Science Publ., 2015, 527 p.

Буйло С. И. Физико-механические, статистические и химические аспекты акустико-эмиссионной диагностики. Ростов на/Д : Изд-во ЮФУ, 2017. 184 с.

Локализация сигналов акустической эмиссии в металлических конструкциях / А. Н. Серьезнов, В. В. Муравьев, Л. Н. Степанова, С. Б. Барабанова, В. Л. Кожемякин, С. И. Кабанов // Дефектоскопия. 1997. № 10. С. 79-84.

Быстродействующая диагностическая акустико-эмиссионная система. // А. Н. Серьезнов, В. В. Муравьев, Л. Н. Степанова, С. И. Кабанов, В. Л. Кожемякин, А. Е. Ельцов, Е. Ю. Лебедев // Дефектоскопия. 1998. № 7. С. 8-14.

Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. Ч. 1. Критерии прочности и ресурса. Новосибирск : Наука, 2005. 494 с.

Исследования основных параметров сигналов акустической эмиссии при статических и циклических испытаниях образцов из стали 20ГЛ / Л. Н. Степанова, А. Л. Бобров, К. В. Канифадин, В. В. Чернова // Деформация и разрушение материалов. 2014. № 6. С. 41-47.

Муравьев В. В. Автоматизированные диагностические стенды для продления срока службы литых деталей вагонов // Вестник ИжГТУ. 2013. № 4. С. 98-102.