Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии (Постановка задачи, материал и методика исследований), страница 7

Для исследования особенностей распространения АЭ волн в материалах и их использования в методике оценки типов источников АЭ было проведено экспериментальное моделирование акустических волн и определение их параметров при импульсном возбуждении. В качестве источника возбуждения ультразвуковых волн использовался выпускаемый ГУП ВНИИФТИ «Дальстандарт» (г. Хабаровск) преобразователь-формирователь акустического поля (ПФАП-2П) [234]. ПФАП имеет линейную характеристику преобразования электрических сигналов в механические колебания той же частоты, что и регистрируемые в процессе генерации сигналы АЭ (в частотном диапазоне 100-2000 кГц). Для формирования единичных импульсов амплитудой 1-20 В и длительностью 1-10 мкс использовались следующие генераторы: генератор сигналов специальной формы Г6-28, генератор радиочастотный АНР-4080 (КНР), генератор импульсов Г5-60. Регистрация сигналов осуществлялась с помощью аналогового осциллографа С1-83 и цифрового осциллографа АСК-2205 (КНР).

Методика проведения исследований при одноосном растяжении образцов

Для исследования эволюции дефектной структуры и анализа стадийности деформации и разрушения были поставлены эксперименты по механическому испытанию на одноосное квазистатическое растяжение образцов конструкционных материалов. При испытании были применены три метода, количественных анализ результатов которых использовался для дальнейших исследований:

-  метод тензометрии;

-  метод оптико-телевизионной регистрации структурных изменений полированной поверхности;

-  метод АЭ.

Метод тензометрии заключался в регистрации диаграммы нагружения s - e, используя тензометрическое оборудование испытательных машин. При испытании на универсальной испытательной машине INSTRON-5582 использовалась встроенная, программно управляемая тензометрическая станция машины. При растяжении образцов на испытательной машине АЛА-ТОО ИМАШ 20-75(78) использовалась электронная тензостанция установки АЛА-ТОО с регистрацией показаний на двухкоординатном самописце. Анализ диаграмм s - e позволял получать данные о макроструктурных особенностях деформации. Для выделения стадий деформации по данным диаграммы s = f (e) были построены функции упрочнения ds/de = f(e).

На основании [9] были выбраны три типовых вида зависимостей s = f (e) с различным поведением кривой s - e, для которых были построены зависимости ds/de = f(e) (рис. 2.3.4):

а) упруго-пластическое поведение с площадкой течения и последующим упрочнением (тип I),

б) упруго-пластическое поведение с упрочнением без площадки течения (тип II),

в) упругое гетерогенно-пластическое поведение с наличием «пилообразного» участка (тип III).

Методика выделения стадий была основана на выявлении участков зависимостиds/de = f(e) со стационарным установившимся процессом по методике, предложенной в [15]. Так, для первого типа зависимости s = f (e) по графикам ds/de = f(e) были определены шесть стадий стационарно установившегося процесса:

I – стадия упругости (в зависимости от жесткости нагружающего устройства испытательной машины и упругих свойств испытываемого материала, участок кривой может иметь вид горизонтального участка, соответствующего постоянному отношению ds/de, или возрастающей функции),

II – начало пластической деформации (характеризуется снижением значения отношения ds/de с высокой крутизной графика),

III – стадия легкого скольжения (характеризуется горизонтальным участком зависимости ds/de = f(e) различной протяженности, равным нулю или некоторому постоянному значению),

IV – линейный или квазилинейный участок зависимости ds/de = f(e),

П – переходная стадия между стадиями III и IV (характерна только для типа деформации I),