blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-12-912-918blackmet-763Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ–КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ПАРАМЕТРАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙTHE RESEARCH OF DEFECTS – STRESS CONCENTRATORS BY THE ACOUSTIC EMISSION PARAMETERS AT THE PROCESS OF DAMAGE DEVELOPMENTБашковО. В.BashkovO. V.

д.т.н., профессор, начальник Центра Коллективного Пользования «Новые материалы и технологии»,

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Centre of Collective Use “New Materials and Technologies”,

27, Lenina ave., Khabarovsk Territory, Komsomolsk-on-Amur, 681013

МуравьёвВ. И.Murav’evV. I.

д.т.н., профессор, главный научный консультант,

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Mechanical Engineering and Metallurgy”, Chief Research Consultant,

27, Lenina ave., Khabarovsk Territory, Komsomolsk-on-Amur, 681013

vmuravyev@mail.ruЛончаковС. З.LonchakovS. Z.

к.т.н., старший научный сотрудник,

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Spectral Analysis,

27, Lenina ave., Khabarovsk Territory, Komsomolsk-on-Amur, 681013

ФроловА. В.FrolovA. V.

к.т.н., докторант,

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Cand. Sci. (Eng.), Doctoral,

27, Lenina ave., Khabarovsk Territory, Komsomolsk-on-Amur, 681013

Комсомольский-на-Амуре государственный технический университетРоссияKomsomolsk-na-Amure State Technical UniversityRussian Federation2015210120165812912918Copyright © Башков О.В., Муравьёв В.И., Лончаков С.З., Фролов А.В., 20162016Башков О.В., Муравьёв В.И., Лончаков С.З., Фролов А.В.Bashkov O.V., Murav’ev V.I., Lonchakov S.Z., Frolov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/763

Предложены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния концентрации напряжений на повреждаемость титановых сплавов. Исследовали образцы титановых сплавов ОТ4 (α-класс) и ВТ3-1 (α + β-класс) с различными радиусами концентраторов напряжений. Оценено влияние концентрации напряжений на параметры акустической эмиссии при использовании образцов различных радиусов. Показаны графическая зависимость объема материала, вовлекаемого в деформацию, от распределения максимальных местных напряжений и диаграмма распределения основных параметров АЭ для образцов с различными радиусами концентраторов напряжений из сплавов ОТ4 и ВТЗ-1 в зависимости от номинального разрушающего напряжения. Приведены результаты теоретического и экспериментального исследований влияния концентрации напряжений α на повреждаемость титановых сплавов ОТ4 и ВТ3-1. Результаты исследований могут быть использованы для разработки методик диагностирования конструкций с точки зрения определения наименее опасной формы концентратора напряжений.

The paper presents the results of the theoretical and experimental investigation of the influence of stress concentrators on the damaging of titanium alloys. The samples of ОТ4 (α-class) and VТ3-1 (α + β-class) titanium alloys with different radii of stress concentrators have been researched. It has been also estimated the influence of stress concentration on the parameters of acoustic emission when using the samples of different radii. In the article the authors have described the graphic dependence of the material volume, getting involved into the deformation, on the distribution of maximum local stresses and the distribution diagram of the main AE parameters for the samples with different radii of stress concentrators from ОТ4 and VTЗ-1 alloys in dependence on the nominal failing stress. The results of the theoretical and experimental investigation of the influence of stress concentrators α on the damaging of ОТ4 and VT3-1 titanium alloy have been given. The research results can be used for the development of construction-diagnostic technique on the point of view of the identification of a less dangerous form of stress concentrator.

акустическая эмиссиятитановые сплавыстепень деформацииконцентраторы напряженийразрушающие напряженияacoustic emissiontitanium alloysdegree of deformationstress concentratorsfailing stressesReferencesСемашко Н.А., Филоненко С.Ф., Мокрицкая Е.Б., Беликов О.В. Прогнозирование предельного состояния в понятиях микропластической деформации материала. – В кн.: Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении. Сб. научных трудов. – Владивосток: Дальнаука, 1997. С. 148 – 153.Semashko N.A., Filonenko S.F., Mokritskaya E.B., Belikov O.V. Forecasting of the limiting state in the concept of material microplastic deformation. In: Prikladnye zadachi mekhaniki deformiruemogo tverdogo tela i progressivnye tekhnologii v mashinostroenii. Sb. nauchnykh trudov [Applied problems of the mechanics of deformable solids and progressive technologies in machine-building. Collected scientific papers]. Vladivostok: Dal’nauka, 1997, pp. 148–153. (In Russ.).Коллинз Дж.А. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ. Предсказание. Предотвращение. – М.: Мир, 1983. – 615 с.Callins Jack A. Failure of materials in mecnanical desighn. Analysis, Prediction, Prevention. New Jork etc, John Wiley & Sons, 1981. (Russ.ed.: Callins J.A. Povrezhdenie materialov v konstruktsiyakh. Analiz. Predskazanie. Predotvrashchenie. Moscow: Mir, 1983, 615 p.).Филоненко С.Ф. Акустическая эмиссия. – Киев, 1999. – 304 с.Filonenko S.F. Akusticheskaya emissiya [Acoustic emission]. Kiev, 1999, 304 p. (In Russ.).Семашко Н.А., Муравьёв В.И., Башков О.В., Фролов А.В. Прогнозирование предельного состояния сплава ОТ4 с использованием метода акустической эмиссии // Контроль. Диагностика. 2001. № 6. С. 30, 31.Semashko N.A., Murav’ev V.I., Bashkov O.V., Frolov A.V. Prognostication of the limiting condition of ОТ4 alloy with the use of acoustic emission method. Kontrol’. Diagnostika. 2001, no. 6, pp. 30–31. (In Russ.).Семашко Н.А., Фролов А.В., Муравьёв В.И., Ляховицкий М.М. Применение новых параметров акустической эмиссии для прогнозирования предельных механических характеристик титанового сплава ОТ4 // Контроль. Диагностика. 2002. № 12. С. 24 – 27.Semashko N.A., Frolov A.V., Murav’ev V.I., Lyakhovitskii M.M. Use of new acoustic emission parameters for the prognostication of the limiting mechanical characteristics of ОТ4 titanium alloy. Kontrol’. Diagnostika. 2002, no. 12, pp. 24–27. (In Russ.).Семашко Н.А., Муравьёв В.И., Фролов А.В., Крупский Р.Ф. Акустическая эмиссия в исследовательской практике пластической деформации и разрушения материалов // Материаловедение. 2004. № 7. Специальный выпуск. С. 36 – 40.Semashko N.A., Murav’ev V.I., Frolov A.V., Krupskii R.F. Acoustic emission in a research practice of plastic deformation and material fracture. Materialovedenie. 2004, no. 7, Spec. Issue, pp. 36–40. (In Russ.).Муравьёв В.И., Фролов А.В., Дмитриев Э.А. и др. Определение эффективности использования фазовых превращений в технологических операциях изготовления конструкций из сталей и сплавов методом акустической эмиссии // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре Государственного технического университета. 2011. № III-(7). С. 91 – 100.Murav’ev V.I., Frolov A.V., Dmitriev E.A., Bashkov O.V., Tarasov E.A. Testing of phase transformation effi ciency in technological operations of structure production from steel and alloys using the method of acoustic emission. Uchenye zapiski Komsomol’skogona-Amure Gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2011, no. III-1 (7), pp. 91–100. (In Russ.).Семашко Н.А., Муравьёв В.И., Фролов А.В., Физулаков Р.А. Акустическая эмиссия при решении некоторых вопросов авиационного производства // Авиационная промышленность. 2004. № 2. С. 85 – 89.Semashko N.A., Murav’ev V.I., Frolov A.V., Fizulakov R.A. Acoustic emission at the resolution of the issues of avation. Aviatsionnaya promyshlennost’. 2004, no. 2, pp. 85–89. (In Russ.).Грин Р.Е. Характеристика источников АЭ для оценки прочности конструкций. – В кн. АЭ в диагностике предразрушающего состояния и прогнозирования разрушения сварных конструкций: Доклады I Международной школы стран – членов СЭВ. – М.: 1986. С. 26 – 36.Grin R.E. Characteristics of AE sources for the estimation of construction strength. In: AE v diagnostike predrazrushayushchego sostoyaniya i prognozirovaniya razrusheniya svarnykh konstruktsii: Dokl. I Mezhdunarodnoi shkoly stran – chlenov SEV [AE in the diag nostic of a predestructive state and forecasting of welded structure damagings: Report I of the International school of member countries CMEA]. Moscow: 1986, pp. 26–36. (In Russ.).Куранов В.Н., Иванов В.И., Рябов А.Н. Особенности амплитудного расширения АЭ при зарождении и распространении усталостных трещин // Дефектоскопия. 1982. № 5. С. 36 – 39.Kuranov V.N., Ivanov V.I., Ryabov A.N. Сharacteristics of the amplitude distribution of acoustic emission in the nucleation and propagation of fatigue cracks. The Soviet journal of nondestructive testing. 1982, vol. 18, no. 5, pp. 362–365.Ляховицкий М.М., Рощупкин В.В., Минина М.А. и др. Исследование кинетики структурных эволюций и превращений в титановом сплаве ВТ23 акустическим и дилатометрическим методами. – В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Вып. 6. – Курск: изд. Курского гос. ун-та, 2009. С. 8 – 17.Lyakhovitskii M.M., Roshchupkin V.V., Minina N.A., Pokrasin M.A., Krupskii R.F. Research of structural evolution kinetics and transformation in VТ23 titanium alloy by acoustic and dilatometric methods. In: Ul’trazvuk i termodinamicheskie svoistva veshchestva. Vyp. 6 [Ultrasound and thermodynamic properties of substances. Issue 6]. Kursk: izd. Kurskogo gos. un-ta, 2009, pp. 8–17. (In Russ.).Хруцкий О.В., Юрас С.Ф. Акустико-эмиссионный метод диагностирования судовых энергетических установок. Учебное пособие. – Ленинград, 1985. – 47 с.Khrutskii O.V., Yuras S.F. Akustiko-emissionnyi metod diagnostirovaniya sudovykh energeticheskikh ustanovok. Uchebnoe posobie [Acoustic-emission diagnostic technique of ship power installation. Instructional aid]. Leningrad, 1985, 47 p. (In Russ.).Иванов В.И., Быков В.П. Классификация источников акустической эмиссии // Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. 1985. № 1. С. 67 – 74Ivanov V.I., Bykov V.P. Classifi cation of acoustic emission sources. Diagnostika i prognozirovanie razrusheniya svarnykh konstruktsii. 1985, no. 1, pp. 67–74. (In Russ.).Микляев П.Г., Нешпор Г.С., Кудряшов В.Г. Кинетика разрушения. – М.: Металлургия, 1979. – 279 с.Miklyaev P.G., Neshpor G.S., Kudryashov V.G. Kinetika razrusheniya [Fracture kinetics]. Moscow: Metallurgiya, 1979, 279 p. (In Russ.).Фесик С.П. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Будывельник, 1982. – 280 с.Fesik S.P. Spravochnik po soprotivleniyu materialov [Reference book on strength of materials]. Kiev: Budyvel’nik, 1982, 280 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.