10.14489/td.2019.09.pp.044-057

2019, 09 сентябрь (September)

DOI: 10.14489/td.2019.09.pp.044-057

Носов В. В., Григорьев Е. В.
МЕТОДИКА АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЙ ОЦЕНКИ НАНОХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ И МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОБЪЕКТОВ
(c. 44-57)

Аннотация. В период изготовления и эксплуатации конструкционных и машиностроительных материалов происходят сложные физико-химические процессы взаимодействия их составляющих друг с другом и с окружающей средой. Выявление механизмов этого взаимодействия поможет понять различные его стороны и направленно оптимизировать технологические процессы изготовления материалов с заданными свойствами. Решение этой задачи может быть основано на интерпретации результатов акустико-эмиссионных (АЭ) испытаний образцов материалов с позиций многоуровневой модели процесса разрушения и временных зависимостей параметров АЭ гетерогенных материалов.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, акустико-эмиссионный контроль, неоднородность, микромеханическая модель акустической эмиссии.

Nosov V. V., Grigoriev E. V.
METHODS OF ACOUSTIC EMISSION ESTIMATION OF NANO-CHARACTERISTICS OF THE STRENGTH OF STRUCTURAL AND ENGINEERING MATERIALS OF THE OBJECTS
(pp. 44-57)

Abstract. The acoustic emission method is the most promising metrological basis for non-destructive testing of strength. The necessity of solving problems of acoustic emission prediction of fracture and the ambiguity of the connection of the results of acoustic emission tests makes the problem of modeling strength heterogeneity relevant; it suggests a transition to a more complex level of research. The complexity of predicting the behavior of heterogeneous materials necessitates modeling and determining the parameters of the fracture process at the nano-defining operational level and the need to interpret the Kaiser effect revealing the strength heterogeneity as a phenomenon of a decrease in the activity of elastic radiation upon application of repetitive loads on the object under control. Heterogeneity modeling requires determining of its type, criterion and approach to estimation. The type of heterogeneity depends on the solved problem and has to be associated with the property that determines the function of real objects. Also, the criterion should be informative and the method of its evaluation should be non-destructive. Examples of modeling the temporal dependences of the AE parameters under conditions of strength heterogeneity are given, the analysis is carried out and the Kaiser effect is estimated from the point of view of a multilevel model of the dependences of the temporal parameters of acoustic emission.

Keywords: non-destructive testing, acoustic emission control, heterogeneity, acoustic emission micromechanical model.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. В. Носов (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Е. В. Григорьев (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. V. Nosov (St. Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russia; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
E. V. Grigoriev (St. Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Плотников Д. Г., Соколов С. А., Боровков А. И., Михайлов А. А. Методика оценки прочности металлических конструкций подъемно-транспортных машин // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2015. № 1(214). С. 186 – 193.
2. Гущин А. Н., Пачурин Г. В. Зависимость прочностных свойств от механической неоднородности и величины зерна сварных соединений из титана // Современные наукоемкие технологии. 2005. № 9. С. 53–54. URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23558
3. Носов В. В., Ельчанинов Г. С. Влияние неоднородности прочностного состояния на акустическую эмиссию конструкционных материалов // Дефектоскопия. 2011. № 12. С. 55 – 66. [Nosov V. V., Eltchaninov G. S. The Effect of Strength State Nonuniformity on the Acoustic Emission of Structural Materials // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2011. V. 47. No. 12. P. 824 – 834.]
4. Носов В. В. Автоматизированная оценка ресурса образцов конструкционных материалов на основе микромеханической модели временных зависимостей параметров акустической эмиссии // Дефектоскопия. № 12. 2014. С. 24 – 35. [Nosov V. V. Automated Evaluation of the Service Lives of Specimens of Structural Materials on the Basis of a Micromechanical Model of the Time Dependences of Acoustic Emission Parameters // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2014. V. 50. No. 12. Р. 719 – 729.]
5. Иванов В. И., Белов В. М. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений. М.: Машиностроение, 1981. 184 с.
6. Лексовский А. М., Баскин Б. Л., Якушев П. Н. Коррелированное нелинейное взаимодействие микро/мезодефектов – новый системно-образующий механизм разрушения гетерогенной системы при ее деформировании в условиях стесненной деформации // Четвертая тектонофизическая конференция в ИФЗ РАН «Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле»: Материалы докладов всерос. конф. с междунар. участием, 3 – 8 октября 2016 г.: в 2 т. Т. 1. М.: ИФЗ, 2016. С. 282 – 289. URL: http: //www.ifz.ru/lab_204/konferencii/chetvertaja-tk-2016/materialy-konf/razdel-4/
7. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов: ПБ 03-593-03 / Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 09.06.2003 № 77, зарегистрированы в Минюсте России 19.06.2003 г., рег. № 4778, 2003 г. М., 2003.
8. Пархоменко И. В., Яременко М. А., Жбанов Ю. В. и др. Применение метода АЭ при испытании легированной стали в условиях низких температур // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1990. № 1. C. 68 – 71.
9. Царев И. К., Туйкин О. Р., Кузнецов Г. П. Акустико-эмиссионный контроль металлоконструкций мостовых кранов // Акустическая эмиссия материалов и конструкций: сб. тез. докл. I Всесоюз. конф., 11 – 13 сентября 1984 г. Ч. II. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовск. ун-та, 1984. С. 87–88.
10. Кузьмин А. Н., Филиппов С. Ю. Акустико-эмиссионная дефектоскопия грузоподъемных механизмов // В мире неразрушающего контроля. 2008. № 2. С. 46 – 48.
11. Shen Gongtian, WuZhanwen. Study on Spectrum of Acoustic Emission Signals of Bridge Crane // Insight: Non-Destruct. Test. and Cond. Monit. 2010. V. 52. No. 3. P. 144 – 147.
12. Носов В. В. Принципы оптимизации технологий акустико-эмиссионного контроля прочности промышленных объектов // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 52 – 67 [Nosov V. V. On the Principles of Optimizing the Technologies of Acoustic-Emission Strength Control of Industrial Objects // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2016. V. 52. No. 7. Р. 386 – 399.]
13. Хромченко Ф. А. Ресурс сварных соединений паропроводов. М.: Машиностроение, 2002. 352 с.
14. Носов В. В., Зеленский Н. А. Контроль и диагностика кольцевых элементов сварного корпуса подводного аппарата на основе микромеханической модели временных зависимостей параметров акустической эмиссии // Контроль. Диагностика. 2016. № 12. С. 30 – 39.
15. Степанова Л. Н., Бобров А. Л., Канифадин К. В., Чернова В. В. Исследования основных параметров сигналов акустической эмиссии при статических и циклических испытаниях образцов из стали 20ГЛ // Деформация и разрушение материалов. 2014. № 6. С. 41 – 47.
16. Бобров, А. Л., Степанова Л. Н. Исследование параметров сигналов акустической эмиссии при контроле литых деталей тележки грузового вагона // Дефектоскопия. 2013. № 12. С. 61 – 68.

Eng

1. Plotnikov D.G., Sokolov S.A., Borovkov A.I., Mihaylov A.A. (2015). Methods for assessing the strength of metal structures of hoisting and transport machines. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU, 214(1), pp. 186-193. [in Russian language]
2. Gushchin A. N., Pachurin G. V. (2005). Dependence of strength properties on mechanical heterogeneity and grain size of welded joints from titanium. Sovremennye naukoemkie tekhnologii, (9), pp. 53–54. Available at: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23558 [in Russian language]
3. Nosov V. V., Eltchaninov G. S. (2014). The Effect of Strength State Nonuniformity on the Acoustic Emission of Structural Materials. Russian Journal of Nondestructive Testing, 47(12), pp. 824 – 834.
4. Nosov V. V. (2014). Automated Evaluation of the Service Lives of Specimens of Structural Materials on the Basis of a Micromechanical Model of the Time Dependences of Acoustic Emission Parameters. Russian Journal of Nondestructive Testing, 50(12), pp. 719 – 729.
5. Ivanov V. I., Belov V. M. (1981). Acoustic emission control of welding and welded joints. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
6. Leksovskiy A. M., Baskin B. L., Yakushev P. N. (2016). Correlated nonlinear interaction of micro / mesodefects is a new system-forming mechanism for the destruction of a heterogeneous system during its deformation under constrained deformation. The Fourth Tectonophysical Conference at the IPE RAS “Tectonophysics and Actual Issues of Earth Sciences”: Materials of reports of the All-Russian Conference with International Participation. In 2 volumes. Vol. 1, pp. 282 – 289. Moscow: IFZ. Available at: http: //www.ifz.ru/lab_204/konferencii/chetvertaja-tk-2016/materialy-konf/razdel-4/ [in Russian language]
7. Rules for organizing and conducting acoustic emission monitoring of vessels, apparatuses, boilers and process pipelines. (2003). Industrial Safety No. PB 03-593-03. Russian Federation. Moscow. [in Russian language]
8. Parhomenko I. V., Yaremenko M. A., Zhbanov Yu. V. et al. (1990). Application of the AE method for testing alloy steel at low temperatures. Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchiy kontrol', (1), pp. 68 – 71. [in Russian language]
9. Tsarev I. K., Tuykin O. R., Kuznetsov G. P. (1984). Acoustic emission control of metal structures of bridge cranes. Acoustic emission of materials and structures: a collection of abstracts of reports of the I All-Union Conference. Part II, pp. 87–88. Rostov-on-Don: Izdatel'stvo Rostovskogo universiteta. [in Russian language]
10. Kuz'min A. N., Filippov S. Yu. (2008). Acoustic emission defectoscopy of load-lifting mechanisms. V mire nerazrushayushchego kontrolya, (2), pp. 46 – 48. [in Russian language]
11. Shen Gongtian, WuZhanwen. (2010). Study on Spectrum of Acoustic Emission Signals of Bridge Crane. Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 52(3), pp 144 – 147.
12. Nosov V. V. (2016). On the Principles of Optimizing the Technologies of Acoustic-Emission Strength Testing of Industrial Objects. Russian Journal of Nondestructive Testing, 52(7), pp. 386 – 399.
13. Hromchenko F. A. (2002). Resource of welded joints of steam pipelines. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
14. Nosov V. V., Zelenskiy N. A. (2016). Monitoring and diagnostics of the ring elements of the welded body of the underwater vehicle based on the micromechanical model of the time dependences of acoustic emission. Kontrol'. Diagnostika, (12), pp. 30 – 39. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2016.12.pp.030-039
15. Stepanova L. N., Bobrov A. L., Kanifadin K. V., Chernova V. V. (2014). Studies of the main parameters of acoustic emission signals during static and cyclic tests of samples of steel 20GL. Deformatsiya i razrushenie materialov, (6), pp. 41 – 47. [in Russian language]
16. Bobrov, A. L., Stepanova L. N. (2013). The study of the parameters of acoustic emission signals in the cast parts of a freight car truck inspection. Defektoskopiya, (12), pp. 61 – 68. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2019.09.pp.044-057

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2019.09.pp.044-057

and fill out the form