к.т.н., доцент кафедры «Механика и машиностроение»
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Mechanics and Machine Engineering
coискатель степени к.т.н. кафедры «Механика и машиностроение»
Candidates for a degree of Cand. Sci. (Eng.) of the Chair of Mechanics and Machine Engineering
аспирант кафедры «Механика и машиностроение»
Postgraduate of the Chair of Mechanics and Machine Engineering
к.т.н., ст. преподаватель кафедры «Теплоэнергетика и экология»
Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair “Thermal Power and Ecology”
Рассмотрены результаты оценки экспериментального определения усталостных характеристик материала испытываемых образцов на основе эмиссии волн напряжений. Опираясь на ранее опубликованные авторами материалы по использованию синергетически организованной акустической эмиссии, подготовлен и выполнен эксперимент. В опытах на разных материалах продемонстрирована возможность использования сигнала акустической эмиссии для оперативного определения механических характеристик и прежде всего предела выносливости. Образцы для испытания материалов на усталостную прочность изготовляли из пяти марок сталей и одной марки бронзы Бр АЖ9-4. На каждом из материалов было проведено по пять опытов. Образцы в эксперименте подвергались мелкоступенчатому нагружению, на каждом шаге которого одновременно происходило излучение эмиссионного сигнала, и подготавливалась очередная серия дислокаций, способных в следующий момент нагружения выйти на поверхность кристалла и излучить волну напряжений. Таким образом формировалось совместное излучение энергетически подготовленных к движению дислокаций, обеспечивающее достаточно мощный для устойчивой регистрации сигнал. Сопоставление экспериментальных данных, полученных на основе сигнала синергетически организованной акустической эмиссии, с расчетными значениями предела выносливости, полученными по известным эмпирическим формулам через предел прочности данного материала, оцененное по критерию Фишера, показало их адекватность при пятипроцентном уровне значимости. Оценка экспериментальных результатов определения предела выносливости на основе сигнала акустической эмиссии по критерию Кохрена свидетельствует о том, что дисперсии результатов замеров в эксперименте у всех видов используемых материалов однородны. Результаты работы показали, что метод определения предела выносливости материала на основе синергетически организованной акустической эмиссии позволяет оперативно получать экспериментальные значения предела выносливости материала с достаточно высокой степенью точности.
Results of experimental evaluation of the fatigue characteristics of tested samples material are considered based on emission of stress waves. Using previously published data on synergistically organized acoustic emission, an experiment was prepared and performed. In experiments on different materials, possibility of using acoustic emission signal for operative determination of mechanical characteristics and, above all, the limit of endurance were demonstrated. Samples for strength testing of materials were made of five steel grades and one grade of Br AZh9-4 bronze. Five experiments were conducted on each of the materials. The samples in the experiment underwent a fine-step loading, at each step of it radiation of signal occurred simultaneously, and another series of dislocations was prepared, that could reach surface of crystal and emit a stress wave at the next moment of loading. Thus, the joint radiation of energy dislocations prepared for movement was already formed. A comparison of experimental data, obtained on the basis of acoustic emission, with calculated values of endurance limit, obtained by empirical formulas through the ultimate strength of this material, performed by the Fisher criterion, has shown their adequacy at a significance level of 5 %. Evaluation of the experimental results of endurance limit determination on basis of acoustic emission by the Cochran test indicates that variances of measurement results in experiment are uniform for all types of used materials. The results have shown that such method on the basis of synergistically organized acoustic emission allows us to quickly obtain experimental values of endurance limit of material with sufficiently high degree of accuracy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.