Классификация сигналов и идентификация типов источников акустической эмиссии, страница 8

В результате проведенного анализа появилась возможность на плоскости двухпараметрического распределения E(Kf) выделить области, соответствующие различным типам источников АЭ (рис. 4.2.11).

Область 1 соответствует сигналам дислокационного типа, излучаемым во время активной генерации или аннигиляции дислокаций преимущественно во время скольжения в процессе пластического деформирования материалов. В области 2 распределены сигналы АЭ, излучаемые при образовании микротрещин и микронесплошностей, как правило, не превышающих 1 мкм. Образование и развитие макротрещин, имеющих значение линейного приращения > 2¸5 мкм, сопровождается излучением АЭ волн распределенных в области 3.

б)

 

а)

 

в)

 

г)

 

Рис. 4.2.11. Плоскости двухпараметрического распределения E(Kf) для сигналов АЭ при деформации растяжением образцов: а) сталь 20, б) сплав ОТ4, в) сплав АМГ6АМ, г) сплав Д16АТ

Генерация сигналов АЭ при пластической деформации, протекающей преимущественно по механизму двойникования, укладывается в некоторый эллипс рассеяния, ограниченный на плоскости областью 4.

Однако, области 2 и 4, 3 и 4 имеют значительное перекрытие. Решить задачу разделения сигналов в перекрывающихся областях удалось с использованием методики локально-временного частотного вейвлет анализа и адаптивной кластеризации. На основании полученных экспериментальных данных и анализа частотно-энергетических характеристик сигналов АЭ с использованием вейвлет и Фурье спектров, была разработана методика идентификации типов источников АЭ по критериям, представленным в таб. 4.2.1.

Таблица 4.2.1 Критерии классификации сигналов АЭ

тип источника АЭ

Критерии классификации

EАЭ, мВ2с

Kf

Качественные критерии

дислокации

< 0,5

> 3,7

высокочастотный фронт,

быстрое затухание,

малая длительность сигнала < 200 мкс.

двойники

> 10

3,0<Kf< 4,5

малая длительность фронта < 10 мкс,

в основном высокочастотный фронт,

более длительное затухание сигнала, чем в макротрещинах.

микротрещины (соизмеримы с размерами границ зерен)

< 10

0,5<EАЭ< 10

< 3,7

3,7<Kf< 4,6

длительность фронта для большинства сигналов > 10 мкс,

сравнительно широкий спектр фронта АЭ волны.

макротрещины (соизмеримы с размерами зерен и более)

> 20

2,5<Kf< 4,0

длительность фронта для большинства сигналов > 15 мкс,

большой пик (> 80) магнитуды низкочастотной области спектра < 200 кГц.

Выводы:

На основании экспериментального моделирования источников АЭ при искусственном возбуждении волн единичными импульсами и генерации различных видов дефектов в материалах была проведена классификация сигналов АЭ с применением вейвлет спектров.

На основании проведенной классификации сигналов АЭ была разработана методика идентификации типов источников АЭ на излучаемые при образовании и развитии микро- и макротрещин, генерации и движении дислокаций и пластической деформации с образованием двойников.