акустическая эмиссия при кратковременной ползучести стеклопластиков

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ДЕФЕКТОСКОПИЯ ОТДЕЛЬНЫЙ ОТТИСК 64 А. Ю. Детков, Н -\ ГЛУХОВ АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ А. Ю. Детков, Н. А. Глухов Приведены результаты исследований по установлению влияния постоянно приложенной нагрузки на процессы повреждаемости стеклопластиков, регистрируемых акустико-эмиссионной аппаратурой. Показано, что материал «запоминает» предысторию нагружения. Контроль качества на основе анализа повреждаемости стеклопластиков и других композитов по регистрации акустической эмиссии (АЭ) является новой и слабо исследованной областью физических методов контроля. Известные работы по исследованию физико-механических характеристик стеклопластиков в основном посвящены регистрации импульсов эмиссии при монотонно возрастающих механических воздействиях на конструкцию или образец. Однако в процессе действия постоянно приложенных нагрузок повреждаемость материала также развивается во времени. При a = const (а— приложенное напряжение) можно записать где „t'ynp — упругая деформация; Еа — модуль упругости первого рода (модуль Юнга). Воспользуемся выражением для скорости деформации при постоянной нагрузке, действительным для тел любой структуры [1]: d& £упр dt х ^о^упр Еох O"const O"const . Еох т] /о\ здесь т — коэффициент, пропорциональный времени релаксации; r\ = Ejx. Результаты экспериментальных исследований показали наличие практически линейной связи между скоростью деформации и скоростью счета импульсов АЭ. Поскольку наличие такой связи установлено и дру- Акустическая эмиссия при кратковременной ползучести стеклопластиков 65 гими авторами, можно записать: de/dt = aN, где а — постоянная размерности. Исходя из такого предположения, выражение (2) представим в виде ДГ __ fc ynp __ u co-,st (3) ац Таким образом, основываясь представлениями о механике разрушения материала при действии постоянной нагрузки, можно ожидать, что скорость счета импульсов АЭ будет пропорциональна величине приложенной нагрузки и обратно пропорциональна времени релаксации, приат аЕот эот 20000- юооо - У л * * « ^^JUfc^Ayju-^^A^^wUvv^A^ 30000 20000 , 10000 I 5000\ 2500] то п о 40 80 120 160 200 240 t,c Рис. 1. Зависимость скорости счета импульсов АЭ от величины постоянно приложенной нагрузки: а — Р = 0,75; 6 — 0,5; в —0,25; г - 0 , 1 Я „ чем, поскольку T = const, a = const, т) = const, следует ожидать постоянства скорости счета импульсов АЭ. Вышеприведенные выкладки были проверены экспериментально на образцах стеклопластика (полотняная ткань, связующее ЭПЦ). Плоские образцы подвергались растягивающей нагрузке, которая изменялась после некоторой выдержки. Нагрузка изменялась при скорости раздвижки захватов испытательной машины, равной 10 мм/мин. Затем образец оставался под действием постоянно приложенной нагрузки до затухания эмиссии. В процессе приложения и при постоянно действующей нагрузке производилась запись скорости счета импульсов эмиссии. Полоса пропускания усилительного тракта прибора для соответствующих групп испытательных образцов составляла: / р = 100+10 кГц — для первой группы; А/= (0,04—2,5) МГц —для второй. При скоростном нагружении и достижении одного из значений нагрузки скорость счета импульсов АЭ резко возрастала. Время выдержки при постоянной нагрузке определялось уменьшением скорости счета 5 Дефектоскопия, № 1. 1984 66 А Ю. Детков, Н. А. Глухов<