ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

12
Содержание
том 63 / Декабрь, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2020-63-7-673-681

УДК 519.7

Определение механических и акустических характеристик хрупких материалов при различной скорости нагружения образцов

Тарасенко Е. А.
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Высшая школа машиностроения;


Чжуан Ю. .
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Высшая школа машиностроения;


Аннотация. Изучены механические свойства и параметры акустической эмиссии хрупких материалов при различных скоростях нагружения. На основании теоретического анализа и данных, полученных при испытании образцов чугуна, угля и бетона, построены графики временной зависимости напряжения-деформации и акустических характеристик образцов. Механическая прочность и деформация образцов, а также параметры акустической эмиссии сравниваются со скоростью нагружения. Анализ механических свойств и акустических характеристик образцов позволяет получить информацию, которая может быть использована при инженерных расчетах.
Ключевые слова: хрупкие материалы, испытание образцов на сжатие, метод акустической эмиссии, механические характеристики

Список литературы:
  1. Acoustic Emission Testing: Nondestructive Testing Handbook / Ed.: R. K. Miller, P. McIntire // American Society for Nondestructive Testing. 1987. Vol. 5. P. 275—310.
  2. Vahaviolos S. J. Real time detection of microcracks in brittle materials using stress wave emission (SWE) // IEEE Transact. 1974. N 3, vol. PHP-10. P. 152—159.
  3. Holcomb D. J., Costin L. S. Detecting damage surfaces in brittle materials using acoustics emissions // J. Appl. Mechanics. 1986. N 53(3). P. 536—554.
  4. Lockner D. A. The role of acoustic emission in the study of rock fracture // Intern. Journal of Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanics Abstracts. 1993. N 30(7). P. 893—899.
  5. Dai S. T., Labuz J. F. Damage and failure analysis of brittle materials by acoustic emission // J. of Material in Civil Engineering. 1997. N 9 (4). P. 200—205.
  6. Parry D. L. Industrial application of acoustic emission analysis technology // Monitoring Structural Integrity by Acoustic Emission, STP 571: Symp. Proc., American Society for Testing and Materials. 1975. Р. 150—183.
  7. Fowler T. J. Recent developments in acoustic emission testing of chemical process equipment // Progress in Acoustic Emission IV: Proc. of the 9th Intern. Acoustic Emission Symp., The Japanese Society for Non-Destructive Inspection. 1988. P. 391—404.
  8. Yurkov N. K., Kuznetsov E. N., Kuznetsov N. E. A comparative analysis of the accuracy and dynamic characteristics of two systems for converting the parameters of passive electrical quantities into on active quantity / Measurement Techniques. 2007. Vol. 50, N 2. P. 184—189.
  9. Обзор применения акустической эмиссии для выявления микро- и нанодефектов / А. Г. Шайко-Шайковский, А. Т. Богорош, С. А. Воронов, К. В. Марченко // Надежность и качество сложных систем. 2016. № 1 (13). С. 47—57.
  10. Вознесенский A. C., Нарышкин Д. А., Тавостин М. Н. Пространственно-временная корреляция параметров акустической эмиссии на различных стадиях деформирования горных пород // Горный информ.-аналитический бюл. 2010. № 7. С. 189.
  11. Вознесенский A. C., Нарышкин Д. А. Методические рекомендации по определению механических свойств горных пород на основе синхронных деформационных и акустико-эмиссионных измерений. М.: МГГУ, 2010.
  12. Qin Xiqing, Li Zaoding et al. Mechanical model of acoustic emission from rocks and its application // J. Appl. Acoustics. 1992. N 11 (1). P. 1—4.
  13. Zhao Xingdong, Tang Chunan, Li Yuanhui et al. Study of acoustic emission characteristics of the entire process of granite destruction // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2006. Vol. 25 (c2). Р. 3673—3678.
  14. Li Shouju, Li De, Wu Li, Cao Lijuan. Mesoscale modeling and fractal characteristics of the fracture process of a heterogeneous rock when tested for uniaxial compression // J. of China Coal Society. 2014. N 39 (5). P. 849—854.
  15. Yang Yongjie, Chen Shaojie, Handong Dong. Test for acoustic emission of the compression fracture process of a coal sample // J. of China Coal Society. 2006. N 30 (5). P. 563—565.
  16. Zhang Ming, Li Zhongkui, Yang Qiang, Feng Xiating. Damage model and statistical analysis of acoustic radiation of brittle materials // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2006. N 25 (12). P. 2494—2501.
  17. Xi Daoying. Influence of the loading rate on the mechanical properties of the rock and the acoustic emissivity // Materials of the 4th National Conf. on Rock Dynamics. Wuhan: Hubei Science and Technology Press, 1994.
  18. Chen Fenlin. Analysis of stresses at fracture in compression of cast iron // J. of Taiyuan University of Technology. 2001. N 32 (4). P. 395—396.
  19. Мерсон Д. Л., Черняева Е. В. Спектральные характеристики акустической эмиссии и механические свойства трубной стали в зависимости от температуры отпуска // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 5. С. 24—27.
  20. Мерсон Д. Л., Черняева Е. В., Мещеряков Д. Е. Применение спектрального анализа акустической эмиссии для оценки состояния образцов стали 20 // Деформация и разрушение. 2009. № 1. С. 44—48.
  21. Хаймович П. А. Барокриодеформирование металлических материалов // Материалы V Междунар. науч. конф. „Прочность и разрушение материалов и конструкций“, 12—14 марта 2008. Оренбург. Т. 1. С. 33—39.
  22. Peng Qifeng, Li Musen, Ma Heqing. Study of the Process of Destruction of Cast Iron using Acoustic Emission Detection Technology. Shandong: Shandong Univ. of Technology, 1998.
  23. Lee Kin, Tang Jiashi. Cast iron compression test studies // J. of Iron and Steel Research. 1998. N 10 (5). P. 57—58.
  24. Han Wennyang, Ma Changpei. Experimental study of fracture upon fracture of cast iron specimens // Hebei Polytechnic University Journal. 1992. N 21 (1). P. 78—82.
  25. Xia Gendi, Jiang Xian, Wang Jinping. Revision of unidirectional compression test and failure mode for cast iron // J. of Huainan University of Mining and Technology. 1998. N 18 (2). P. 45—47.
  26. Feng Kunrong. Discussion of the direction of destruction of cast iron in compression // Mechanics and Practice. 2006. N 28 (2). P. 86—87.
  27. Xue Fulin, Tong Jingxin, Zhao Bing, Yang Yijiu. Uniform compression failure of cast iron // Mechanics and Practice. 2005. N 27 (2). P. 84—85.
  28. Hu Shaovei, Lu Jun, Fang Xiangqian. Investigation of the characteristics of acoustic emission during concrete failure tests // J. of Hydroelectronics. 2011. N 30 (6). P. 16—19.
  29. Ji Hongguang, Tsai Meifeng. Relationship between acoustic emission and stress and strain parameters of concrete materials and its application // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2003. N 22 (2). P. 227—231.
  30. Degala S. Acoustic Emission Monitoring of Reinforced Concrete Systems Retrofitted with CFRP. Univ. of Pittsburgh, 2008. 115 p.
  31. Васильев Н. Е., Кульчицкий В. А., Мокогонов В. А. Аэродромные покрытия. Современный взгляд. М.: Физматлит, 2002. 528 с.
  32. Белых А. Г., Кукарских Л. А. Распространение ударных волн в бетонных покрытиях аэродрома при силовом воздействии колесных опор воздушных судов // Междунар. науч. институт „Educatio“. 2014. № 4. С. 128—131.
  33. Грушко И. М., Алтухов В. Д. Вопросы теории структуры, прочности и разрушения бетонов // Технологическая механика бетона. 1986. С. 15—29.
  34. Зайцев Ю. В. Моделирование деформации и прочности бетона методами механики разрушения. М.: Стройиздат, 1982.196 с.
  35. Krajcinovich D., Rinaldi A. Statistical-damage mechanics. Part I: Theory // Appl. Mechanics. 2005. Vol. 72, N 1. P. 76—85.