Классификация сигналов и идентификация типов источников акустической эмиссии, страница 7

Промежуточную, с позиции идентификации источников АЭ, область между дислокационными механизмами деформации и разрушением с образованием макротрещин занимает образование микронесплошностей. Энергия образования единичных микронесплошностей (микротрещин) может быть соизмерима с энергией движения групп дислокаций при скольжении. Однако, скорость развития элементарных дефектов при образовании микротрещин более высокая, чем при дислокационной деформации. Увеличение скорости образования и роста микротрещин (³ 1000 м/с) приводит к повышению энергии АЭ сигналов в сравнении с сигналами дислокационного типа при сравнительно высокой их частоте. Однако, микротрещины, образуемые по границам зерен, могут иметь сравнительно небольшие площади раскрытия, что снижает уровень энергии излучаемых ими волн. В связи с этим энергия и спектр сигналов АЭ от микротрещин могут иметь более широкий диапазон значений, чем при образовании макротрещин. Энергия сигналов АЭ при образовании микротрещин Е_АЭ < 10 мВ²с, частотный коэффициент ‑ K_f = 3,7 ‑ 4,6.

На рис. 4.2.10 представлены осциллограмма сигнала АЭ и его Фулье- и вейвлет- спектрограммы, зарегистрированные при образовании микротрещин на стадии деформации в процессе статического растяжения образца алюминиевого сплава Д16АТ.

Наибольшую сложность в определении типов источников АЭ вызвало образование двойников. Известно, что большая доля деформации сплавов с ГПУ кристаллической решеткой, к которым относятся титановые сплавы, протекает по механизму двойникования.

д)   г)   в)   б)   а)   е)
Рис. 4.2.10. Сигналы АЭ а), б) и их Фурье- в), г) и вейвлет- д), е) спектры. а), в), д) – сигнал, излучаемый при образовании микротрещин в сплаве Д16АТ; б), г), е) – сигнал, излучаемый при образовании двойника в титановом сплаве ВТ20

Использование метода адаптивной кластеризации, приведенного в настоящем разделе, позволило выделить из всех сигналов группу, не относящуюся ни к сигналам дислокационного типа, ни к сигналам, регистрируемым при образовании и росте микро- и макротрещин. Данные сигналы регистрировалось при статических испытаниях растяжением титана и его сплавов на стадии активной пластической деформации. Процессу двойникования свойственны максимальная средняя энергия из-за высокой скорости развития прослоек (до 2500 м/с) и минимальная частота излучения, в сравнении с генерацие дислокаций, вследствие значительного затухания сигналов АЭ в области пластически деформируемого материала [95]. Двойники излучают чаще всего сигналы с резким фронтом малой длительности. Максимальная амплитуда сигналов достигается с первых осцилляций и поддерживается в большинстве случаев квазипостоянной или модулирована низкочастотной составляющей. Также, сигнал может начинаться сравнительно коротким высокочастотным фронтом, что может говорить о первичном срыве с места своего закрепления двойникующей дислокации, предшествующей образованию двойника. Указанные качественные характеристики сигнала и его Фурье- и вейвлет спектров можно наблюдать на графиках рис. 4.2.10, (б), (г), (е), характерных типичному большинству сигналов АЭ, излучаемых при статическом деформировании образцов титановых сплавов начиная со стадии текучести и до разрушения. Высокочастотная составляющая в начале сигнала достаточно быстро затухает. Оставшееся время сигнал распространяется в низко- или среднечастотной области. Это видно из рассмотрения вейвлет спектрограммы сигнала. Спектр Фурье может иметь пик в областях низкой или средней частот, который менее ярко выражен, чем в сигналах от макротрещин.