Метод акустической эмиссии при исследовании пластической деформации и разрушения пористых металлических материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

ЛЕПЕНДИН АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕТОД АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 01 04 01 — Приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003173 120

Барнаул 2007

003173120

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Поляков Виктор Владимирович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Безносюк Сергей Александрович доктор физико-математических наук, профессор Демьянов Борис Федорович

Ведущая организация Институт физики прочности и

материаловедения СО РАН

Защита диссертации состоится 13 ноября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212 005 03 в Алтайском государственном университете по адресу 656049, г Барнаул, пр Ленина, 61

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Алтайского государственного университета

Автореферат разослан 4L: октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета ¿<5 Д Д Рудер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одним из методов исследования процессов, сопровождающих и определяющих особенности деформирования и разрушения материалов, является метод акустической эмиссии, позволяющий вести непосредственное наблюдение за процессом локальной перестройки структуры материала при воздействии внешних механических полей Метод акустической эмиссии дает возможность исследовать разнообразные динамические процессы, такие, как размножение и движение дефектов, фазовые переходы, зарождение и рост микротрещин Этот метод достаточно широко применяется при исследовании компактных металлов и сплавов В то же время закономерности акустической эмиссии, ее физические механизмы и источники в структурно-неоднородных материалах изучены недостаточно Выявление этих механизмов, построение модели данного явления в пористых материалах представляет значительный интерес как для решения задач изучения материалов с резко неоднородной структурой, так и для задач диагностики и неразрушающего контроля изделий из конструкционных материалов

Наличие нескольких конкурирующих механизмов пластической деформации и разрушения неоднородных материалов приводит к сложной динамике поведения регистрируемого сигнала Выделение из него отдельных компонент или каких-либо характеристик, связанных с преобладающим механизмом деформирования, является одним из ключевых моментов при анализе получаемых результатов, построения адекватной модели данного явления и разработки новых методик диагностики механического состояния Существующие на данный момент методики предварительной и последующей обработки сигналов акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении не позволяют определять доминирующие механизмы, ответственные за излучение акустических волн в деформируемом материале Данные обстоятельства показывают, что создание новых экспериментальных методов математической обработки результатов акустико-эмиссионных измерений для структурно-неоднородных материалов и построение адекватной модели процесса акустической эмиссии является актуальной задачей современной экспериментальной физики

Метод акустической эмиссии является пассивным, при измерениях не требуется воздействие на материал внешними физическими полями, в отличие от других методов исследования Для данного метода характерны особенности, обеспечивающие ряд преимуществ перед другими методами экспериментальной физики Метод акустической эмиссии обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов Например, он позволяет выявить приращение микротрещины при пластической деформации и на стадии предразрушения С точки зрения практики, при помощи метода удается выявить дефекты по степени их опасности Кроме того, рассматриваемый метод по сравнению с другими имеет меньше ограничений, связанных с физико-механическими свойствами и структурой, и может быть

распространен на широкий круг материалов Он успешно используется, в частности, для контроля композиционных материалов, для которых в силу сложности их состава применение других методов затруднено Метод является интегральным, то есть, используя один или несколько преобразователей акустической эмиссии, установленных на поверхности объекта, можно исследовать процессы во всем объекте

Основной целью диссертационного исследования явилось создание метода математической обработки сигналов акустической эмиссии, регистрируемых при пластической деформации и разрушении структурно-неоднородных материалов, и построение модели процесса акустической эмиссии

В соответствии со сформулированной целью в работе поставлены следующие задачи:

1 Разработка математического метода получения и анализа частотного спектра и амплитудных распределений сигналов акустической эмиссии при экспериментальном исследовании деформационного поведения пористых материалов

2 Разработка модели деформирования пористого материала, учитывающей основные механизмы пластической деформации и разрушения Построение зависимостей прочностных характеристик металлического материала от параметров пористой структуры

3 Построение модели влияния пористости на характеристики акустической эмиссии в металлических материалах Проведение анализа и интерпретации полученных в эксперименте результатов

4 Создание экспериментальной методики, позволяющей выделять в деформируемом пористом материале доминирующие механизмы акустического излучения

Научная новизна В работе впервые предложен метод обработки результатов акустико-эмиссионных измерений при деформировании пористых металлических материалов, позволяющий выделять вклады от хрупкого разрушения и пластической деформации компактных участков пористого материала Предложена структурная модель процесса акустической эмиссии в пористых материалах при нагружении, учитывающая влияние структуры на информативные характеристики акустической эмиссии Впервые экспериментально получены частотные спектры и амплитудные распределения сигналов акустической эмиссии для нагружаемого материала в широком интервале пористостей Обнаружена смена доминирующих механизмов акустического излучения вблизи порога перколяции для пористого железа, обусловленная изменениями топологических характеристик структуры

Практическая ценность работы Разработанный метод и предложенные методики для обработки сигналов акустической эмиссии могут быть применены при создании новых методов диагностики деформационного поведения неоднородных материалов Полученные экспериментальные данные и построенная на их основе модель акустической эмиссии могут быть

использованы для прогнозирования поведения пористых материалов в условиях механического нагружения

Достоверность полученных результатов достигается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, объемом экспериментальных данных и их статистической обеспеченностью, согласием расчетных и экспериментальных характеристик, сопоставлением полученных результатов с данными других авторов

На защиту выносятся

1 Разработанный метод математической обработки экспериментальных результатов акустико-эмиссионных измерений, основывающийся на анализе частотных спектров и амплитудных распределений сигналов, позволяющий исследовать различные стадии пластической деформации и разрушении пористого металлического материала

2 Предложенная структурная модель процесса акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении, дающая возможность рассчитывать информативные параметры акустической эмиссии пористых металлических материалов

3 Выявленные специфические особенности процессов деформирования и разрушения пористых металлических материалов, заключающиеся в смене доминирующих механизмов акустической эмиссии при изменении топологических характеристик структуры

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на II Межвузовской научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2000), II Международной конференции "Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред" (Барнаул, 2001), 7-й Междунар конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Томск, 2001), Международной конференции «Разрушение и мониторинг свойств металлов» (Екатеринбург, 2003), XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Тольятти, 2003), VII Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003), Международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения - 2004» (Волгоград, 2004), XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург, 2005), III Российской конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2005), XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006), 7-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии их получения порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия» (Минск, 2006), Международной конференции «Физическая мезомеханика, компьютерное конструирование и разработка новых материалов» (Томск, 2006), V Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 2006), Международной конференции «Деформирование материалов и наноматериалов DFMN-2007» (Москва, 2007)

Публикации. Содержание диссертации изложено в 32 научных публикациях

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы Объем диссертации составляет 114 страниц иллюстрируется 49 рисунками, содержит 4 таблицы Список цитируемой литературы составляет 117 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность, цель и задачи работы Дан критический анализ публикаций по изучаемым проблемам Сформулированы цели и задачи диссертации, кратко изложено ее основное содержание по главам, перечислены выносимые на защиту положения

В первой главе рассмотрены основные специфические особенности использования метода акустической эмиссии при исследовании поведения структурно-неоднородных материалов при механическом нагружении При внутренних локальных перестройках структуры материала происходит некоторое приращение деформации, которое сопровождается излучением звука Выделяют несколько типов параметров акустико-эмиссионных сигналов Каждый из них несет специфическую информацию об источнике акустического излучения Наиболее интересны спектральные характеристики сигнала По форме частотного спектра можно судить о природе источников. Близкие возможности предоставляет и амплитудное распределение для отдельных акустико-эмиссионных импульсов Помимо энергии сигнала амплитуда несет опосредовано и сведения о влиянии многих внутренних факторов, как то скорость деформации, преобладание хрупкого разрушения и распространения трещин или пластической деформации и тд Интенсивность потока актов акустической эмиссии позволяет судить о скорости появления дефектов или о скорости их роста Более простая в измерении она одновременно является менее удобной с точки зрения выявления и исследования собственно физико-механических процессов при деформировании и разрушении неоднородных материалов

Далее в главе проведен краткий обзор основных физических механизмов, ответственных за излучение акустической эмиссии Можно выделить два основных уровня рассмотрения микроскопический и макроскопический На микроскопическом уровне основную роль играет работа дислокационных источников Следует подчеркнуть, что при образовании сигнала, который могла бы зарегистрировать измерительная аппаратура, существенную роль играет коллективный характер физических механизмов переход скоплений дислокаций через границу раздела, двойникование, фазовые превращения В роли макроскопических источников выступают, как правило, трещины или системы трещин в материале

Создание модели процесса акустической эмиссии в материалах с резко неоднородным строением, таких как пористые металлы, имеет ряд особенностей, которые связаны с влиянием геометрии пористой структуры и

топологическими свойствами порового кластера Связность его определяет те физические механизмы, которые ответственны за деформирование и разрушение, а, следовательно, и за акустико-эмиссионное излучение в пористых материалах Проводится обзор существующих исследовательских работ, посвященных описанию деформационного поведения неоднородных материалов Отмечается необходимость учета топологических перестроек материала при переходе концентрацией одной из фаз порога перколяции

В заключительном разделе главы содержится постановка задачи исследования

Во второй главе рассматриваются особенности проведения эксперимента по измерениям сигналов акустической эмиссии пористых металлов Приведены параметры использованных образцов, дано краткое описание экспериментальной установки.

В настоящей работе исследование влияния пористой структуры на акустическую эмиссию проводили на образцах, изготовленных из порошкового железа Выбор данного металла обусловлен тем, что с одной стороны, его свойства в компактном состоянии достаточно изучены, а с другой - он широко используется в промышленности Для изготовления образцов использовался порошок марки ПЖРВ2 Средний размер частиц исходного порошка составлял 80 мкм

Изменение параметров структуры материала достигалась путем варьирования пористости Требуемая пористость Р задавалась в интервале от 5% до 25% путем однократного прессования порошков в пресс-форме и последующего спекания в вакуумной печи при температуре 1450 К в течение 2,5 часов Данный интервал пористости обеспечивал различные топологические картины строения материала, т е охватывал случаи изолированных и "бесконечного" порового кластеров Для сопоставления в качестве компактного материала (Р"0) использовались образцы литого армко-железа Учитывая погрешности измерения линейных размеров образцов, связанные с погрешностью микрометра, и определения массы, связанные с погрешностью электронных весов, была получена погрешность измерения по пористости порядка 2-3%

Полученные в результате экспериментов результирующие сигналы подвергались дальнейшей обработке Был проведен частотный анализ зарегистрированного акустико-эмиссионного сигнала при статическом нагружении пористого железа В отличие от общепринятого подхода, когда выделяются отдельные сигналы акустической эмиссии и строятся их фурье-спектры, в данном исследовании были построены частотные спектры для всего сигнала, развернутые во времени Это позволило наглядно увидеть изменение формы спектра в процессе нагружения материала Полученные зависимости амплитуды гармоник сигнала и от частоты í и механического напряжения с приведены на рис 1 на примере образцов с пористостями Р=7%, 10%,14% и 25% Как видно из рисунков, спектры акустической эмиссии при малой и большой пористостях существенно различались Анализ и интерпретация подобных распределений была существенно затруднена

в) г)

Рис. 1 Примеры частотных спектров акустико-эмиссионного сигнала для

пористого железа а) Р=7%; б) Р=10%; в) Р=14%; г) Р=25%

Зачастую более прозрачную информацию о видах тех процессов (хрупкое или вязкое разрушение, интенсивная пластическая деформация материала) несет не фурье-, а амплитудное распределение импульсов. Поэтому был разработан метод построения амплитудных распределений сигналов акустической эмиссии, основанный на моделировании формы огибающей отдельного импульса в виде затухающей экспоненциальной функции. Проводилась предварительная полосовая фильтрация сигнала, для выделения интересующего нас диапазона частот (в работе использовались два диапазона -весь рабочий диапазон от 100-800 кГц и высокочастотная его часть 400-800 кГц). Далее в сигнале выделялись отдельные импульсы акустической эмиссии, и строилась временная развертка амплитудного распределения импульсов акустической эмиссии для пористого железа при статическом нагружении в координатах амплитуда импульса и, механическое напряжение Г и число импульсов N (рис. 2).

в) г)

Рис.2 Амплитудные распределения импульсов акустической эмиссии

для пористого железа (диапазон частот при фильтрации 400-800 кГц) а) Р=7%; б) Р=10%; в) Р=14%; г) Р=25%

В третьей главе описывалась модель пористой среды, учитывающая вклады от двух механизмов:

■ геометрического разупрочнения компактных участков пористого тела при пластической деформации;

■ докритического развития трещины от основных концентраторов напряжений (пор).

Описание первого вклада проводилось с использованием метода элементарной ячейки, согласно которому, реальная среда заменялась идеализированной упорядоченной структурой, обладающей дальним порядком. Вид элементарной ячейки и ее структурных элементов отражал количественные и качественные характеристики строения материала. В частности, объемная концентрация пор в ячейке совпадала с пористостью всей среды. Учитывался эффект, связанный с перколяционным переходом от закрытых пор к открытому поровому кластеру, пронизывающему весь объем материала при превышении значением пористости критической величины - порога перколяции. Важность учета топологических особенностей строения заключалась в том, что

перестройка топологии кластера одной из фаз, может сопровождаться аномалиями в зависимостях физико-механических характеристик.

В модели использовались ячейки, обладающие кубической симметрией, изображенные на рис.3. При этом, рис.За отвечает случаю изолированных, а рис.36 - случаю сообщающихся пор. Для количественного описания параметров структуры вводились размеры ребра ячейки Я и характерный размер порового включения г. Связь между относительным размером пор / = г/Я и пористостью Р описывался формулами:

Р=Г,

Р = 3/3-2/3 для ячеек вида рис.За и рис.36 соответственно.

а) 6)

Рис.3. Элементарные ячейки для пористой среды (1/8 объема) а — изолированные поры, б - сообщающиеся поры.

Первым механизмом, учитывающимся в предлагаемой модели, являлось геометрическое разупрочнение компактных участков пористого тела. Для описания деформационного поведения пористого тела использовались уже известные данные для материала в компактном состоянии. В настоящей работе рассматривался «адиабатический» случай разбиения элементарной ячейки пористой среды как наиболее отвечающий особенностям процесса деформации реальных пористых сред. Были получены следующие соотношения: сг, = сг/(1 — /2) и сг, = сг/( 1 - /)2 для случаев закрытой и открытой пористостей.

Описание второго вклада, обусловленного наличием микротрещин, которые являются мощными концентраторами напряжений в структурно-неоднородных материалах, проводилось следующим образом.

В качестве исходной использовалась модель Гриффитса абсолютно хрупкого разрушения. В рамках данной модели, в качестве основного параметра использовался коэффициент интенсивности напряжений К]. Предполагалось, что напряженное состояние у края растущей трещины можно приближенно описывать как напряженное состояние у края трещины нормального отрыва. Поэтому, в компактной области пористого материала выражается через длину трещины I и прилагаемое к компактной части пористой среды напряжение ак как К, = ак ■%/я ■ I.

Полная длина трещины / = 10 + Д/, где Д/ - уже определялась выше, а !а - начальный размер трещины, определяемый из экспериментальных измерений Докритическая трещина в деформируемом теле не растет непрерывным образом Происходят скачки берегов трещины, величина которых согласно,

определяется как Ы^ + К]), где К10 - величина коэффициента

интенсивности напряжений К1 при старте трещины, а - константа, определяемая из эксперимента или определяемая теоретически Также известно, что увеличение длины трещины Д/ в процессе деформирования

\ Кс-К, Кс ) Здесь Кс - критическое значение К^ъд,- параметр, зависящий от особенностей развития трещины в конкретном материале Таким образом была получена систему уравнений, из которой можно получить значение величины К/ при фиксированном значении напряжения

у Кс-К, )

к>

На основе предложенного подхода были рассчитаны кривые деформационного упрочнения для пористого железа в широком интервале изменения пористости (рис 4) Увеличение пористости приводило к значительному снижению наклона кривой деформационного упрочнения на всем ее протяжении Результаты расчетов кривых деформационного упрочнения были сопоставлены с экспериментальными данными для железа с пористостью Р=5, 10, 15, 30% (точки на рис 4) Были рассчитаны коэффициенты корреляции Я для зависимостей <т-е, их значения лежали в диапазоне 0,95-0,98

Также были проведены расчеты зависимостей предельных значений характеристик материала, при которых происходит разрушение пористого материала Было показано наличие аномалии в поведении предельных характеристик вблизи порога перколяции, связанным с перестройкой структуры порового кластера

На основе предложенного подхода была построена модель влияния пористости на акустическую эмиссию при деформировании металлического материала В качестве информативного параметра была выбрана интенсивность потока актов акустической эмиссии Ы„, понимаемая как число актов в единицу времени в единичном объеме

о

о

0,05

010

0,15

0 20 £

Рис 4 Кривые деформационного упрочнения для пористого железа 1 - Р=0, 2 - Р=5%, 3 - Р=10%, 4 - Р=15%, 5 - Р=30%

Моделирование величины Ыа проводилось аналогично с учетом вкладов двух механизмов - геометрического разупрочнения компактных участков пористого тела при пластической деформации и развития трещин от основных концентраторов напряжений, в качестве которых выступали поры

= /V™ + ы1а2),

где Л7'11 - вклад от первого механизма, Л^21 - от второго

Вклад от геометрического разупрочнения пористого металла находился, исходя из зависимости общего числа актов АЭ NaK от напряжения ак для компактного материала, которая считалась известной Выражения для в случае обрывания для изолированной и открытой пористостей соответственно имели вид

Для второго вклада получали следующие параметрические зависимости

) Ч-Л-Л) V лс ~л/

к< _s,!f

' Mh+àHк,)) s

а =

Здесь ¡3 - параметр, зависящий от конкретных условий испытаний Окончательно, для интенсивности акустической были получены следующие соотношения

В четвертой главе были проведены расчеты интенсивности потока актов АЭ при статическом нагружении ( ст = const ) для пористого железа Расчет проводили до разрушения пористого материала, которое могло происходить как по первому механизму, так и по второму Соответствующие предельные значения деформации ед и напряжения ав находились согласно ранее развитому подходу В качестве зависимости NaK{aK) использовались экспериментальные данные для акустической эмиссии компактного железа Результаты расчетов, представленные на рис 5, показали, что при увеличении пористости существенно изменялся вид зависимостей интенсивности АЭ Именно, при малых значениях Р кривая N(u) имела характерный вид с максимумом (рис 5а, б) Это обуславливалось доминированием вклада N™ от геометрически разупрочненных пор

Увеличение пористости до значений, соответствующих порогу перколяции, приводило к значительному уменьшению максимума относительно значений интенсивности при больших напряжениях и практически монотонному росту интенсивности вплоть до разрушения (рис 5в, г) Это было связано с ростом вклада N'a2) от пор, как концентраторов напряжений, т е преобладанием хрупкого разрушения

Образование «бесконечного» порового кластера при Р > Р0 вызвало уменьшение числа концентраторов напряжений из-за объединения пор и соответствующего снижения второго вклада в N (рис 5д) Переход к высокопористому состоянию (рис 5е) вновь приводил к практически монотонной зависимости N{cг), в связи с тем, что разрушение происходит при значительно меньших напряжениях аь, и механизмы геометрического разупрочнения не успевают проявиться в полной мере Видно хорошее качественное соответствие между полученными зависимостями и проводившимися ранее измерениями

Na = +Nf> =(1 -P)N

а)

б)

05 10 15 20 2 3 о 10 МПа

в)

N 10 V

□ л)

0 05 10 15 2 0 2 5 а

г)

0 02 04 06 08 1 0 1 2 1 4 а Ю'МП!

О 02 04 Об 08 10 о 10 МП»

д)

е)

Рис 5 Интенсивность акустической эмиссии а) Р=0, б) Р=5%, в) Р=10%, г) Р=15%, д) Р=20%, е) Р=25%

Помимо зависимостей интенсивности АЭ, были проведены расчеты значений информативных параметров АЭ в момент разрушения металла с различной пористостью Они приведены на рис 6 в виде зависимостей от пористости Р Расчеты для закрытой пористости представлены на графике в виде кривой 1, а для открытой пористости — кривой 2 Вблизи порога перколяции должно происходить резкое уменьшение интенсивности акустической эмиссии, предшествующей разрушению образца Как видно из рисунка, переход от изолированных к связньм порам при повышении

пористости вызывает аномалию в виде скачка интенсивности потока актов АЭ в области перколяционного перехода

102сг1

20

15

10

5

0

0,1

0,2

0,3 Р

Рис 6 Интенсивность потока актов акустической эмиссии при разрушении

пористого железа 1 -модель закрытых пор, 2 - модель открытых пор

В свете предложенной выше модельной интерпретации возможно истолкование качественных изменений спектров акустической эмиссии перестройкой геометрии материала, связанной с перколяционным переходом

Частотное распределение сигнала, как видно из рис 1, при повышении пористости Р качественно менялось Для высокочастотного участка сигнала при малых пористостях величина и увеличивалась с ростом о и достигала своего максимального значения на стадии разрушения При этом наблюдался неявно выраженный пик в области напряжений, соответствующих пределу текучести, характерный для компактного железа

При увеличении Р указанный пик практически исчезает и зависимость и(а) принимает вид, характерный для хрупкого разрушения с интенсивным трещинообразованием Это обусловлено тем, что поры выступают в качестве мощных концентраторов упругих напряжений, релаксация которых осуществляется за счет развития трещин на ранних стадиях деформирования Рис 1в соответствует материалу со связным поровым кластером, в котором наблюдается меньший уровень упругих напряжений, что приводит к снижению амплитуды сигналов

При дальнейшем росте пористости (рис 1г) величина и вновь увеличивается Это можно связать с развитием магистральных трещин, происходящем при малой пластической деформации внутризеренных областей

Таким образом, вышеописанные изменения можно связать со сменой доминирующих источников акустического излучения Именно, при малых пористостях основным источником акустической эмиссии является, как и в

компактных металлах, выход дислокаций на поверхность Отметим, что в случае пористого материала к внешней поверхности образца добавляется поверхность порового пространства, что приводит к росту мощности сигналов акустической эмиссии В области порога перколяции (Р~10%) вклад в акустическую эмиссию дают несколько различных видов источников, в частности, распространяющиеся от пор микротрещины При высоких пористостях доминирующим источником акустической эмиссии являются скачки ограниченного числа магистральных трещин Таким образом, топологические изменения в структуре материала качественно изменяют вид спектра сигналов

Анализ амплитудных распределений позволил также провести сопоставление между экспериментальными результатами и модельным подходом Низко- и высокоамплитудные сигналы как правило соответствуют различным преимущественным механизмам деформирования и разрушения Для образцов с малой пористостью, как видно из рис 2а, б, распределения амплитуд импульсов говорят о работе как таких источников акустической эмиссии, как хрупкие трещины (относительно высокое количество высокоамплитудных сигналов), так и о существенной роли пластической деформации в процессе разрушения материала Образцы с пористостями вблизи порога перколяции при деформировании и разрушении производили акустико-эмиссионный сигнал с явным преобладанием низкоамплитудных импульсов, что свидетельствует о значительном влиянии процессов пластического деформирования (рис 2в) Высокопористое состояние характеризовалось относительным повышением числа высокоамплитудных акустико-эмиссионных импульсов, то есть опять начали играть роль процессы, связанные с ростом хрупких трещин

Было построено амплитудное распределение сигналов акустической эмиссии вблизи момента разрушения На полученном амплитудном распределении выделялась точка первого локального минимума £/; (возможна аппроксимация кривой, тогда точка определяется из пересечения кривой с осью абсцисс) Сигналы, с амплитудой меньшей £/<£// считались низкоамплитудными, с большей £/>£/; - высокоамплитудными Подсчитывалось количество низко- и высокоамплитудных сигналов и /У^л и отношение На рис 7 приведены результаты расчета данных

отношений при разрушении материалов с различными пористостями Видно, что рост пористости приводил к постепенному увеличению количества высокоамплитудных сигналов от растущих трещин, вплоть до значений близких к пористости Р~10%, что соответствовало перколяционному переходу, перестройке структуры материала и соответствующей релаксации трещин на сквозном поровом кластере

25 Р,%

Рис 7 Отношение числа высокоамплитудных импульсов к числу низкоамплитудных импульсов

Виден существенно немонотонный характер поведения предложенной характеристики При помощи предложенного соотношения можно восстановить из экспериментальных данных картину смены доминирующих механизмов при росте пористости по численному значению отношения N^¡-/N¡0^ хрупкое разрушение материала (в случае п>0,5, когда количество высокоамплитудных импульсов достаточно велико или даже сравнимо с числом низкоамплитудных, что говорит об активном процессе роста крупных трещин) и пластическая деформация компактных участков пористого материала (при малых п<0,5, когда основная масса импульсов является низкоамплитудной)

В заключении кратко сформулированы основные результаты и выводы работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработан метод математической обработки акустико-эмиссионных сигналов, позволяющий отслеживать как изменения в частотном, так и в амплитудном составе сигнала

2 На основе предложенного метода построены спектральные характеристики и амплитудные распределения акустической эмиссии для деформируемого пористого железа, отличающиеся сложной структурой и существенно зависящие от пористости материала

3 Предложена структурная модель зависимости пластических и прочностных характеристик пористой среды от структуры, позволяющая количественно описать влияние степени пористости на свойства материала и интерпретировать полученные экспериментальные данные

4 С использованием полученных экспериментальных данных построена модель влияния пористости на акустическую эмиссию при деформировании металлического материала На основе данной модели построены зависимости интенсивности акустической эмиссии в пористом материале при статическом нагружении

5 Проведен анализ экспериментальных спектральных характеристик акустической эмиссии, основанный на развитых модельных представлениях Выявлено наличие аномалии в поведении зависимости интенсивности акустической эмиссии в момент разрушения металла с различной пористостью, обусловленное изменением топологической структуры порового кластера

6 Предложена экспериментальная методика, позволяющая на основе обработки амплитудного спектра сигналов акустической эмиссии исследовать характер разрушения пористого материала

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Поляков В В , Егоров А В , Чудов А В , Лепендин A A The influence of the elastic modulus of porous pseudoalloys // Abstr of V Intern Semmar-School «Defect structures évolution in condensed matters» Barnaul, 2000 P 20

2 Поляков В В , Егоров А В, Свистун И H, Жданов А В , Кучерявский С В , Чудов А В , Лепендин А А Исследование акустической эмиссии при нагружении порошковых металлов // Тез докл II Межвуз науч,-техн конф «Фундаментальные проблемы металлургии» Екатеринбург, 2000 С 152-154

3 Поляков В В , Егоров А В , Чудов А В , Лепендин А А Упругие свойства пористых псевдосплавов // Докл 7-й Междунар Конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" Томск, 2001 Ч 1 С 162

4 Поляков В В , Егоров А.В , Кучерявский С В , Жданов А В , Свистун ИН, Дашкова ИМ, Лепендин А А Разработка научных основ формирования физико-механических свойств нового класса функциональных порошковых материалов на основе пористых псевдосплавов // Сб «Функциональные порошковые материалы» Пермь, 2001 С 38-39

5 Егоров А В , Поляков В В , Свистун И H, Лепендин А А Моделирование акустической эмиссии в пористых металлах при статическом нагружении // Труды П Междунар Конф «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред» Композиционные и порошковые металлические материалы. Барнаул, 2001 С. 79-83

6 Егоров А В, Свистун И H, Поляков В В , Лепендин А А Особенности метода акустической эмиссии при нагружении пористого железа // Труды II Междунар Конф «Экспериментальные методы в физике структурно-

неоднородных конденсированных сред» Композиционные и порошковые металлические материалы Барнаул, 2001 С 84-86

7 Поляков В В , Егоров А В , Свистун И Н, Лепендин A A Influence of structure of porous iron on acoustic emission at deformation // Abstr Of VI Intern School-seminar «Defect structures evolution in condensed matters Computer simulation» Barnaul, 2001 P 40-41

8 Поляков В В , Егоров А В , Свистун И Н, Лепендин A A The simulation of acoustic emission under deformation of porous metals // Abstr Of VI Intern school-seminar «Defect structures evolution in condensed matters Computer simulation» Barnaul, 2001 P 91-92

9 Поляков В В , Егоров А В , Свистун И Н, Лепендин А А Моделирование акустической эмиссии в пористых материалах // Известия АГУ 2002 №1 С 132-137.

10 Поляков В В , Егоров А В , Свистун И Н, Гумиров Е А, Лепендин А А Моделирование акустической эмиссии в порошковых металлических материалах // Вестник ПГТУ 2002 Вып 8 С 68-72

11 Лепендин А А Моделирование акустической эмиссии при деформировании структурно-неоднородных материалов // Сб «Физика, радиофизика -новое поколение в науке» Барнаул 2002 С 32-36

12 Поляков ВВ, Егоров АВ, Лепендин A A Simulation of acoustic emission from porous metals under fracture // Abstr Of VII Intern Conf «Cadamt-2003» Tomsk, 2003 P 208-209

13 Поляков ВВ, Егоров АВ, Гумиров EA, Лепендин A A Закономерности акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении пористых железа и меди // Тез Докл Междунар конф «Разрушение и мониторинг свойств металлов» Екатеринбург, 2003 С 60-61

14 Поляков ВВ, Егоров АВ, Лепендин А А Моделирование деформационного упрочнения пористых металлов // Тез Докл Междунар конф «Разрушение и мониторинг свойств металлов» Екатеринбург, 2003 С 9

15 Поляков ВВ, Егоров АВ, Гумиров ЕА, Лепендин А А Закономерности акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении пористых металлов // Матер Междунар конф «Разрушение и мониторинг свойств металлов» Екатеринбург, 2003 CD, статья 29

16 Поляков ВВ, Егоров АВ, Гумиров ЕА, Лепендин А А Применение метода акустической эмиссии к исследованию больших пластических деформаций в пористых металлах // Тез Докл VII сем «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» Обнинск, 2003

17 Поляков В В , Егоров А В , Гумиров Е А, Лепендин А А Исследование механизмов акустической эмиссии при деформации и разрушении пористых металлических материалов // Тез Докл XV Междунар Конф «Физика прочности и пластичности материалов» Тольятти, 2003

18 Поляков В В , Егоров А В , Лепендин А А Модель акустической эмиссии при деформации пористых металлических материалов // Тез Докл VII

Междунар Школы - сем «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003 С 158-159

19 Поляков ВВ, Егоров АВ, Гумиров ЕА, Лепендин А А Особенности акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении пористой меди // Тез Докл VII Междунар школы — сем «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003 С 159-160

20 Поляков В В , Егоров А В , Кучерявский С В , Лепендин А А Прочностные свойства и деформационное поведение функциональных порошковых материалов на основе пористых псевдосплавов // Сб статей «Функциональные порошковые Материалы» Вып 1 Пермь, 2003 С 23-25

21 Поляков ВВ, Егоров АВ, Лепендин А А Моделирование акустической эмиссии при разрушении пористых металлических материалов // Заводская лаборатория 2004 №8 С 31-34

22 Поляков В В, Егоров А В, Лепендин А А Моделирование деформационного упрочнения порошковых металлических материалов // Труды Междунар науч конф «Новые перспективные материалы и технологии их получения - 2004» Волгоград, 2004 Т 1 С 243-244

23 Поляков В В , Егоров А В Процессы деформационного упрочнения в пористых металлах // IX Междунар. конф «Физико-химические процессы в неорганических материалах» Кемерово, 2004 Т 1 С 620-621

24 Поляков В В, Егоров А В, Лепендин А А Моделирование пластической деформации и разрушения пористых материалов // Письма в Журнал технической физики 2005 Т 31 Вып 4 С 17-22.

25 Егоров А В, Поляков В В , Гумиров Е А , Лепендин А А Регистрация сигналов акустической эмиссии с помощью модифицированного метода осцилляций // Приборы и техника эксперимента 2005 Т 48 № 5 С 115-118

26 Поляков В В, Егоров А В, Лепендин А А Моделирование процесса акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении пористого материала // Тез докл XVII Российской научно-техн конф «Неразрушающий контроль и диагностика» Екатеринбург, 2005 С 130

27 Поляков В В, Лепендин А А, Егоров А В Моделирование пластической деформации и разрушения пористых металлов Тез докл III Российской конф «Физические свойства металлов и сплавов» Екатеринбург, 2005 С 179-180

28 Кучерявский С В , Поляков В В , Лепендин А А Применение фрактального анализа к исследованию поверхностей разрушения пористых металлических материалов Сб тез XVI Междунар конф «Физика прочности и пластичности материалов» Самара, 2006 С 115

29 Поляков В В , Егоров А В , Лепендин А А, Гумиров Е А, Свистун И Н Применение метода акустической эмиссии для диагностики порошковых металлических материалов Матер 7-й Междунар науч -техн конф «Новые материалы и технологии их получения порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия» Минск, 2006 С 152

30 Поляков ВВ, Лепендин А А Егоров АВ, Кучерявский С В Компьютерное моделирование деформационного упрочнения пористых металлических материалов Докл Междунар конф «Физическая мезомеханика, компьютерное конструирование и разработка новых материалов» Томск, 2006 С 104-105

31 Кучерявский С В , Поляков В В , Лепендин А А , Говоров А В Исследование поверхностей разрушения пористых материалов на основе АМТ-методик Докл Междунар конф «Физическая мезомеханика, компьютерное конструирование и разработка новых материалов» Томск, 2006 С 324

32 Поляков В В , Егоров А В , Лепендин А А Метод акустической эмиссии при исследовании деформирования и разрушения порошковых 1еталлов // Сб трудов Второй международной конференции «Деформация и азрушение материалов и наноматериалов» ОРМЬ'2007 Москва, - 2007

37-39

Подписано к печати

Формат 60x84/16 Печать офсетная

Бесплатно Уч-издл 1 О

Тираж 100 экз_Заказ 33/_

Типография Алтайского государственного университета 656049, г Барнаул, ул Димитрова, 66

ВВЕДЕНИЕ.

1. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ И МЕХАНИЗМЫ

ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Акустическая эмиссия и ее основные информативные характеристики.

1.2. Физические механизмы акустической эмиссии.

1.3 Методы обработки акустико-эмиссионных сигналов.

1.4. Особенности моделирования физико-механических процессов в структурно-неоднородных средах.

1.5. Постановка задачи.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ

СИГНАЛОВ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ПОРИСТОГО ЖЕЛЕЗА.

2.1 Особенности проведения эксперимента по измерениям сигналов акустической эмиссии пористых металлов.

2.2 Фурье-спектры сигналов акустической эмиссии.

2.3. Амплитудные распределения сигналов АЭ.

3. МОДЕЛЬ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛАХ.

3.1. Структурная модель пористой среды.

3.2. Моделирование пластической деформации и разрушения пористого материала.

3.3. Моделирование акустической эмиссии в пористых материалах.

4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ АЭ В ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛАХ.

4.1. Параметры акустической эмиссии при разрушении.

4.2. Сопоставление результатов расчетов с экспериментом.

4.3. Предложения по методике.

Одним из методов исследования процессов, сопровождающих и определяющих особенности деформирования и разрушения материалов, является метод акустической эмиссии, позволяющий вести непосредственное наблюдение за процессом локальной перестройки структуры материала при воздействии внешних механических полей. Метод акустической эмиссии дает возможность исследовать разнообразные динамические процессы, такие, как размножение и движение дефектов, фазовые переходы, зарождение и рост микротрещин. Этот метод достаточно широко применяется при исследовании компактных металлов и сплавов. В то же время закономерности акустической эмиссии, ее физические механизмы и источники в структурно-неоднородных материалах изучены недостаточно. Выявление этих механизмов, построение модели данного явления в пористых материалах представляет значительный интерес как для решения задач изучения материалов с резко неоднородной структурой, так и для задач диагностики и неразрушающего контроля изделий из конструкционных материалов.

Наличие нескольких конкурирующих механизмов пластической деформации и разрушения неоднородных материалов приводит к сложной динамике поведения регистрируемого сигнала. Выделение из него отдельных компонент или каких-либо характеристик, связанных с преобладающим механизмом деформирования, является одним из ключевых моментов при анализе получаемых результатов, построения адекватной модели данного явления и разработки новых методик диагностики механического состояния. Существующие на данный момент методики предварительной и последующей обработки сигналов акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении не позволяют определять доминирующие механизмы, ответственные за излучение акустических волн в деформируемом материале. Данные обстоятельства показывают, что создание новых экспериментальных методов изучения акустической эмиссии в пористых металлических материалах и построение адекватной модели данного явления является актуальной задачей современной экспериментальной физики.

Метод акустической эмиссии является пассивным, при измерениях не требуется воздействие на материал внешними физическими полями, в отличие от других методов исследования. Для данного метода характерны особенности, обеспечивающие ряд преимуществ перед другими методами экспериментальной физики. Метод акустической эмиссии обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов. Например, он позволяет выявить приращение микротрещины при пластической деформации и на стадии предразрушения.С точки зрения практики, при помощи метода удается выявить дефекты по степени их опасности. Кроме того, рассматриваемый метод по сравнению с другими имеет меньше ограничений, связанных с физико-механическими свойствами и структурой, и может быть распространен на широкий круг материалов. Он успешно используется, в частности, для контроля композиционных материалов, для которых в силу сложности их состава применение других методов затруднено. Метод является интегральным, то есть, используя один или несколько преобразователей акустической эмиссии, установленных на поверхности объекта, можно исследовать процессы во всем объекте.

Основной целью диссертационного исследования явилось создание метода математической обработки сигналов акустической эмиссии, регистрируемых при пластической деформации и разрушении структурно-неоднородных материалов, и построение модели процесса акустической эмиссии.

В качестве конкретного объекта исследования было выбрано пористое железо со значениями относительной объемной доли пор (пористости), варьирующейся в широких пределах.

В соответствии со сформулированной целью в работе были поставлены следующие задачи:

1. Разработка математического метода получения и анализа частотного спектра и амплитудных распределений сигналов акустической эмиссии при экспериментальном исследовании деформационного поведения пористых материалов.

2. Разработка модели деформирования пористого материала, учитывающей основные механизмы пластической деформации и разрушения. Построение зависимостей прочностных характеристик металлического материала от параметров пористой структуры.

3. Построение модели влияния пористости на характеристики акустической эмиссии в металлических материалах. Проведение анализа и интерпретации полученных в эксперименте результатов.

4. Создание экспериментальной методики, позволяющей выделять в деформируемом пористом материале доминирующие механизмы акустического излучения.

Научная новизна. В работе впервые предложен метод обработки результатов акустико-эмиссионных измерений при деформировании пористых металлических материалов, позволяющий выделять вклады от хрупкого разрушения и пластической деформации компактных участков пористого материала. Предложена структурная модель процесса акустической эмиссии в пористых материалах при нагружении, учитывающая влияние структуры на информативные характеристики акустической эмиссии. Впервые экспериментально получены частотные спектры и амплитудные распределения сигналов акустической эмиссии для нагружаемого материала в широком интервале пористостей. Обнаружена смена доминирующих механизмов акустического излучения вблизи порога перколяции для пористого железа, обусловленная изменениями топологических характеристик структуры.

Практическая ценность. Разработанный метод и предложенные методики для обработки сигналов акустической эмиссии могут быть применены при создании новых методов диагностики деформационного поведения неоднородных материалов. Полученные экспериментальные данные и построенная на их основе модель акустической эмиссии могут быть использованы для прогнозирования поведения пористых материалов в условиях механического нагружения.

Достоверность полученных результатов достигается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, большим объемом экспериментальных данных и их статистической обеспеченностью, согласием расчетных и экспериментальных характеристик, сопоставлением с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1. Разработанный метод математической обработки экспериментальных результатов акустико-эмиссионных измерений, основывающийся на анализе частотных спектров и амплитудных распределений сигналов, позволяющий исследовать различные стадии пластической деформации и разрушении пористого металлического материала.

2. Предложенная структурная модель процесса акустической эмиссии при пластической деформации и разрушении, дающая возможность рассчитывать информативные параметры акустической эмиссии пористых металлических материалов.

3. Выявленные специфические особенности процессов деформирования и разрушения пористых металлических материалов, заключающиеся в смене доминирующих механизмов акустической эмиссии при изменении топологических характеристик структуры.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на II Межвузовской научно-технической конференции. «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2000), II

Международной конференции "Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред" (Барнаул, 2001), 7-й Междунар. конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Томск, 2001), Международной конференции «Разрушение и мониторинг свойств металлов» (Екатеринбург, 2003), XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Тольятти, 2003), VII Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003), Международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения - 2004» (Волгоград, 2004), XVII Российской научно-технической .конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Екатеринбург, 2005), III Российской конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2005), XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006), 7-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии их получения: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия». (Минск, 2006), Международной конференции «Физическая мезомеханика, компьютерное конструирование и разработка новых материалов» (Томск, 2006), V Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 2006), Международной конференции «Деформирование материалов и наноматериалов DFMN-2007» (Москва, 2007).

Публикации. Содержание диссертации изложено в 32 научных публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 114 страниц, иллюстрируется 49 рисунками, содержит 4 таблицы. Список цитируемой литературы составляет 117 наименований.

Основные результаты и выводы работы таковы:

1. Разработан метод математической обработки акустико-эмиссионных сигналов, позволяющий отслеживать как изменения в частотном, так и в амплитудном составе сигнала.

2. На основе предложенного метода построены спектральные характеристики и амплитудные распределения акустической эмиссии для деформируемого пористого железа, отличающиеся сложной структурой и существенно зависящие от пористости материала.

3. Предложена структурная модель зависимости пластических и прочностных характеристик пористой среды от структуры, позволяющая количественно описать влияние степени пористости на свойства материала и интерпретировать полученные экспериментальные данные.

4. С использованием полученных экспериментальных данных построена модель влияния пористости на акустическую эмиссию при деформировании металлического материала. На основе данной модели построены зависимости интенсивности акустической эмиссии в пористом материале при статическом нагружении.

5. Проведен анализ экспериментальных спектральных характеристик акустической эмиссии, основанный на развитых модельных представлениях. Выявлено наличие аномалии в поведении зависимости интенсивности акустической эмиссии в момент разрушения металла с различной пористостью, обусловленное изменением топологической структуры порового кластера.

6. Предложена экспериментальная методика, позволяющая на основе обработки амплитудного спектра сигналов акустической эмиссии исследовать характер разрушения пористого материала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Metals Handbook. Vol Л 7. Nondestructive Evaluation and Quality Control. ASM 1.ternational. 2005. P. 278-294.

2. ГОСТ 27655-88. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1988.

3. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. М.: Изд-во стандартов, 1976.276 с.

4. Бартенев О.А., Фадеев Ю.И. Применение акустической эмиссии в механических испытаниях: Обзор // Заводская лаборатория. 1990. №10. . С. 34-39.

5. Гусев О.В. Акустическая эмиссия при деформации монокристаллов тугоплавких металлов. М.: Наука, 1982. 108 с.

6. Pollock A.A. Acoustic emission. // Non-Destr. Testing. 1970. vol. 209, № 5433. p. 639-642.

7. Нацик В. Д. Излучение звука дислокацией, выходящей на поверхность кристалла. // Письма в ЖЭТФ. 1968. 8. № 6. С. 324-328.

8. Ильина С.Г., Забильский В.В., Мерсон Д.Л. Акустическая эмиссия вблизи предела текучести отпущенных сталей // ФММ. 1997. Т.83. №5. С. 143-151.

9. Плотников В.А., Паскаль Ю.И. Природа акустической эмиссии при мартенситных превращениях // ФММ. 1997. Т.84. Вып. 3. С. 142-149.

10. Carpinteri A., Lacidogna G., Pugno N. Structural damage diagnosis and lifetime assessment by acoustic emission monitoring // Engineering Fracture Mechanics. 74. 2007. P. 273-289.

11. Gillis P. P. Dislocation Mechanisms as Possible Sources of Acoustic Emission. —MTRSA. 1971. T. 11.3. pp. 11—13.

12. Хаттон О. Акустическая эмиссия // Методы неразрушающего контроля. М.: Мир, 1972. с. 27-58.

13. Saka H., Doi. М., Imura Т. Direct observation of multiplication of dislocation in iron single crystal by high voltage electron microscopy // Proc. of the 3rd Intern, conf. N.Y.: Acad. Press, 1974. p. 179-188.

14. Андрейкив A. E., Лысак H. В. Метод акустической эмиссии в ' исследовании процессов разрушения. Киев: Наукова думка. 1989. 176 с.

15. Коттрелл А. X. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. — 267 с.

16. Нацик В. Д., Чишко К. А. Звуковое излучение при аннигиляции дислокаций. //ФТТ. 1972. Т. 14. № 11. С. 3126—3132.

17. Нацик В. Д., Чишко К. А. Излучение звука дислокациями, выходящими на поверхность кристалла. Препринт. 12—77. ФТИНТ АН УССР. Харьков. 1977.

18. Мерсон Д.Л. К вопросу о природе пика акустической эмиссии на • начальной стадии пластической деформации металлов // Тезисы докл. II Всесоюзной конференции по акустической эмиссии. г. Кишинев. 1987. С. 104.

19. Криштал М.А., Алехин В.П., Мерсон Д. Л., Зайцев В. А. Распространение пластической деформации по сечению образца и акустическая эмиссия при одноосном растяжении меди // ФММ. 1987. Т.63. №5. С. 1011-1016.

20. Криштал М.А., Мерсон Д.Л., Кацман А.В., Выбойщик М.А. Влияние примесей на акустическую эмиссию при деформировании • высокочистой меди // ФММ. 1988. Т.66. №3. С. 599-604.

21. Криштал М.А., Мерсон Д.Л. Влияние геометрических параметров образца на механические свойства и акустическую эмиссию при прерывистой текучести в Al-Mg сплавах // ФММ. 1991. №10. С. 187193.

22. Криштал М.А., Мерсон Д.Л. Взаимосвязь макролокализации деформации, прерывистой текучести и особенностей акустическойэмиссии при деформировании алюминиево-магниевых сплавов // ФММ. 1996. Т.81. №1. С. 155-162.

23. Бойко В. С., Гарбер Р. И., Кривенко JT. Ф. Исследование динамики дислокации по данным звуковой эмиссии. //В кн.: Динамика дислокаций. — Киев: Наукова думка. 1975. С. 172—177.

24. Бойко В. С., Гарбер Р. И., Кривуля С. С. Переходное излучение звука дислокациями //ФТТ. 1973. Т.15. № 1. с. 321—323.

25. Бойко В. С., Гарбер Р. И., Кившик В. Ф., Кривенко JI. Ф. Синхронная регистрация перемещений дислокации и генерируемого звукового излучения//ФТТ. 1975. Т. 17. № 5. С. 1541-1543.

26. Бойко В. С., Гарбер Р. И., Кривенко JI. Ф. Звуковая эмиссия при аннигиляции дислокационного скопления// ФТТ. 1974. Т. 16. № 4. С. 1233-1235.

27. Ким А. С. О мгновенном разрыве сплошности среды в условиях антиплоской деформации. // Изв. АН КазССР. Сер. физ.-мат.-1979. №5. С. 76-79.

28. Недосека А. Я., Предразрушающее состояние сварных соединений и материалов. // Диагностика и прогнозирование разрушение сварных конструкций. 1986. № 3. С. 12-21.

29. Финкель В. М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия. 1977. 360 с.

30. Финкель В. М., Серебряков С. В. Излучение звуковых и ультразвуковых импульсов при росте трещин в стали. // ФММ, 1968. Т. 25. № 3. С. 543-548.

31. Финкель В.М., Гузь И.С., Куткин И.А. Некоторые результаты ' исследования взаимодействия волны напряжения с трещиной // В кн.: Высокоскоростная деформация. М.: Наука. 1971. С. 41-47.

32. Соловьев В.А. О динамической теории образования трещин в кристалле. // ФТТ. 1970. Т. 12. № 9. С. 2725-2728.

33. Филоненко С.Ф., Городынский Н.И. Взаимосвязь сигналов акустической эмиссии с процессом деформации и разрушения материалов // Тезисы докл. II Всесоюзной конференции по акустической эмиссии. г. Кишинев. 1987. С. 4.

34. Дулькин Е., Бейлин В., Ячин Е., Рот М., Гребенкина JI.B. Деформация серебра в Bi-2223/Ag лентах по данным акустической эмиссии. // Письма в ЖТФ. 2002. Т.28. №12. С. 1-4.

35. Трипалин А.С., Буйло С.И. Акустическая эмиссия. Физико-механические аспекты. Ростовский университет, 1986. 160 с.

36. Шалагинов Ю.В. Регистратор широкополосных сигналов с ускоренным выводом данных // ПТЭ, 2001, №4, С.83-87.

37. Uddin F., Ohtsu М. Application of АЕ to Fracture Toughness and Crack Analysis by BEM in Concrete // The e-Journal of Nondestructive Testing. 2002. Vol.7. No.9. http://www.ndt.net/article/v07n09/01/01.htm

38. Dode A., Rao M. Pattern Recognition of Acoustic Emission Signals from PZT ceramics Concrete // The e-Journal of Nondestructive Testing. 2002. Vol.7. No.9. http://www.ndt.net/article/v07n09/06/06.htm

39. Nesvijski E., Marasteanu M Spectral Analysis of Acoustic Emission of Cold Cracking Asphalt // NDT.net. 2006, Vol.11, No. 10. http://www.ndt.net/article/vl lnl 0/nesvijski.pdf

40. Yoshida K., Kawano H., Akematsu Y. Frequency Characteristics of Acoustic Emission Waveforms during Gas Leak // Proceedings of EWGAE. 2004. P.321-327.

41. Pazdera L., Smutny J. Identification and Analysis of Acoustic Emission Signals by Cohen's Class of Time Frequency Distribution // 15th World Conference on Non-Destructive Testing. 2000. http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn063/idn063.htm

42. Cole P., Miller S. Use of Advanced A.E. Analysis For Source Discrimination Using Captured Waveforms // 3rd MENDT Middle East Nondestructive Testing Conference & Exhibition. 2005.

43. Ma Y., Gao H., Zhao J., Yan X., Yang J. Application of Wavelet Analysis for processing the arrival time of AE Waves // 15th World Conference on Non-Destructive Testing. 2000. -http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idnl79/idnl79.htm

44. Loutas Т.Н., Sotiriades G., Kostopoulos V. On the application of wavelet transform of AE signals from composite materials // Proceedings of EWGAE. 2004. P.433-445.

45. Kumar M., Rawat M. Monitoring Crack Initiation in Metallic Components through Acoustic Emission // 3rd MENDT Middle East Nondestructive Testing Conference & Exhibition. 2005.

46. Ozolinsh E., Ozolinsh I., Pavelko I., Pavelko V. Interpretation of the signal of acoustic emission in the thin plate as the consequence of the properties of . Lamb's waves // Ultragarsas. Nr.2(59). 2006. P. 11-15.

47. Tumsys O., Raisutis R. Reduction of a structural noise by application of the wavelet transform with level-dependent thresholds // Ultragarsas. Nr. 1(62). 2007. P. 18-22.

48. Armeite M., Pumarega M., Perez L. Poisson Temporal Processes in Acoustic Emission Tests // 15th World Conference on Non-Destructive Testing. 2000.http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn433/idn433.htm

49. Ohtsu М., Suzuki Т. Quantitative Damage Estimation of Concrete Core based on AE Rate Process Analysis // Proceedings of EWGAE. 2004. P.99-106.

50. Wevers M. , Van Dijck G., Desadeleer W., Winkelmans°M, Van Den Abeele K. Acoustic emission for on-line monitoring of damage in various application fields // Proceedings of EWGAE. 2004. P.5 87-595.

51. Mesina O., Langari R. A Neuro-Fuzzy System for Tool Condition Monitoring in Metal Cutting // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2001. Vol.123, No.2, P. 312-318.

52. Emamian V., Kaveh M., Tewfik A.H., Shi Z., Jacobs L.J., Jarzynski J. Robust Clustering of Acoustic Emission Signals Using Neural Networks and Signal Subspace Projections // EURASIP Journal on Applied Signal Processing. 2003. No.3, P. 276-286.

53. Жердин А.Г., Подрезов Ю.Н., Фирстов С.А., Штыка JI.Г. Влияние пористости на микропластическую деформацию в порошковых материалах на основе железа // Порошковая металлургия. 1989. № 7. С. 79-84.

54. Фирстов С.А., Иванова И.И., Демидик А.Н., Саржан Г.Ф., Подрезов Ю.Н., Головкова М.Е. Закономерности пластической деформации и разрушения дисперсноупрочненных материалов на основе порошкового железа // Порошковая металлургия. 1989. № 6. С. 70-77.

55. Фирстов С.А., Подрезов Ю.Н., Штыка Л.Г., Жердин А.Г., Малышенко А.А. Моделирование вязко-хрупкого перехода в пористых металлических материалах в условиях испытаний на трещиностойкость // Порошковая металлургия. 1990. № 5. С. 85-92.

56. Волынова Т.Ф. Особенности разрушения и состояние границ в порошковых материалах // Порошковая металлургия. 1989. № 5. С. 66-71.

57. Новиков В.В. К определению эффективных модулей упругости неоднородных материалов. // ПМТФ. 1985. №5. С. 146-153.

58. Драчинский А.С., Кущевский А.Е., Перепелкин А.В. и др. Влияние пористости на трещиностойкость порошкового железа // Порошковая металлургия. 1982. № 12. С. 80-84.

59. Драчинский А.С., Кущевский А.Е., Подрезов Ю.Н., Фирстов С.А. Деформационное упрочнение и разрушение порошкового железа // Порошковая металлургия. 1984. № 10. С. 78-83.

60. Анциферов В.Н., Масленников Н.Н., Боброва С.Н., Тимохова А.П., Безматерных Н.В. Структура межзеренных границ и ее влияние на свойства порошковых легированных сталей //МиТОМ. 1994. №11. С. 11-14.

61. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н., Тимохова А.П. Закономерности формирования структуры и механических свойств порошкового железа //Изв. вузов. Физика. 1996. № 9. С. 81-86.

62. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н., Шацов А.А., Масленников Н.Н. Влияние пор на разрушение железа // Проблемы прочности. 1989. № 2. С. 20-22.

63. Лысак Н.В., Скальский В.Р., Сергиенко О.Н. Использование акустической эмиссии для исследования разрушения чугунов // Техн. диагностика и неразруш. контроль. 1989. № 3. С. 37-45.

64. Баньковский О.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П., Щербань Н.И. // Порошковая металлургия. 1988. №6. С. 94-100.

65. Бейгельзимер Я.Е., Гетманский А.П. Модель развития пластической деформации пористых тел в приближении теории протекания. //Порошковая металлургия. 1988. №10. с. 17-20.

66. Дульнев Г.Н., Новиков В.В. Процессы переноса в неоднородных средах. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991.-248 с.

67. Эшелби Дж. Континуальная теория дислокаций. М.: Мир, 1963. -290 с.

68. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1984.-336 с.

69. Weng G.J. Some elastic properties of reinforced solids with special reference to isotropic ones containing spherical inclusions. // Int. J. Enging. Sci. 1984. V.22. №7. P. 845-856.

70. Tandon G.P., Weng G.J. Stress distribution in and around spheroidal inclusions and voids at finite concentrations. // J. Appl. Mech, 1986. V.53. P. 511-518.

71. Поляков В. В. Моделирование структуры и физико-механических свойств неоднородных конденсированных сред. Барнаул:Изд-во АГУ. 2000. 74 с.

72. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: в 2 т. / В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, П.В. Макаров и др. -Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. Т. 1298 с.

73. Sethna J.P., Rauscher М., Bouchaud J.-P. Continuum mesoscale theory inspired by plasticity. // Europhys. Lett. 2004. № 65. P. 665-670.

74. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2002. 656 с.

75. Встовский Г.В., Колмаков А.Г., Бунин И.Ж. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов. Москва-Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 116 с.

76. Шкловский Б. Н., Эфрос A. JT. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. 1975. Т. 177. Вып. 3. С. 401-435

77. Grosse С., Reinhardt Н., Hidalgo R., Herrmann Н. Acoustic emission analysis as a tool in percolation theories of compressed granular systems // The e-Journal of Nondestructive Testing. 2002. Vol.7. No.9. http://www.ndt.net/article/v07n09/07/07.htm

78. Тарасевич Ю.Ю. Перколяция: теория, приложения, алгоритмы. М.:Едиториал УРСС, 2002. 112 с.

79. Берлин А.А., Вольфсон С.А., Ошмян В.Г., Ениколопов Н.С. Принципы создания композиционных полимерных материалов. М.: Химия, 1990.- 240 с.

80. Егоров А.В., Поляков В.В., Гумиров Е.А. , Лепендин А.А. Регистрация • сигналов акустической эмиссии с помощью модифицированного метода осцилляций. // Приборы и техника эксперимента. 2005. Т. 48. № 5. С.115-118

81. Егоров А.В., Поляков В.В., Гумиров Е.А. , Лепендин А.А. Recording Acoustic Emission Signals by the Modified Oscillation Method. // Instruments and Experimental Techniques. 2005. Vol. 48. No. 5. P. 667-670.

82. Стоев П.И., Папиров И.И., Мощенок В.И. Акустическая эмиссия титана // Вопросы атомной науки и техники. 2006. №1. С. 15-22.

83. Поляков В.В., Егоров А.В., Чудов А.В., Лепендин А.А. Упругие свойства пористых псевдосплавов // Докл. 7-й Междунар. Конф. "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири". Томск, 2001. Ч. 1.1. С. 162.

84. Поляков В. В., Головин А. В. Модули упругости пористых металлов // ФММ. 1995. Т. 79. Вып. 2. С. 57-60.

85. Поляков В. В., Егоров А. В. Магнитные и и электрические характеристики пористых ферромагнетиков // ДАН. 1995. Т. 344. №4. С. 479-480.

86. Поляков В.В., Егоров А.В., Чудов А.В., Лепендин А.А. The influence of the elastic modulus of porous pseudoalloys // Abstr. of V Intern. Seminar-School «Defect structures evolution in condensed matters». Barnaul, 2000. P.20.

87. Поляков В.В., Егоров А.В., Свистун И.Н., Лепендин А.А. Influence of structure of porous iron on acoustic emission at deformation // Abstr. Of VI Intern. School-seminar «Defect structures evolution in condensed matters.

88. Computer simulation». Barnaul, 2001. P.40-41.

89. Поляков B.B., Егоров A.B., Свистун И.Н., Лепендин А.А. Моделирование акустической эмиссии в пористых материалах // Известия АГУ. 2002. №1. С. 132-137.

90. Поляков В.В., Егоров А.В., Свистун И.Н., Гумиров Е.А., Лепендин А.А. Моделирование акустической эмиссии в порошковых металлических материалах // Вестник ПГТУ. 2002. Вып.8. С.68-72.

91. Лепендин А.А. Моделирование акустической эмиссии при деформировании структурно-неоднородных материалов // Сб. «Физика,радиофизика -новое поколение в науке» Барнаул.2002. С. 3236.

92. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Simulation of acoustic emission from porous metals under fracture // Abstr. Of VII Intern. Conf. «Cadamt-2003». Tomsk, 2003. P. 208-209.

93. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. 512 с.

94. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Моделирование деформационного упрочнения пористых металлов // Тез. Докл. Междунар. Конф. «Разрушение и мониторинг свойств металлов». Екатеринбург, 2003. С.9.

95. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Моделирование акустической эмиссии при разрушении пористых металлических материалов. // Заводская лаборатория. 2004. № 8. С. 31-34.

96. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Моделирование деформационного упрочнения порошковых металлических материалов. // Труды Междунар. Науч. Конф. «Новые перспективные материалы и технологии их получения 2004». Волгоград, 2004. Т. 1. С. 243 - 244.

97. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Моделирование пластической деформации и разрушения пористых материалов // Письма в Журнал технической физики. 2005. Т. 31. Вып. С.

98. Поляков В.В., Егоров А.В. Процессы деформационного упрочнения в пористых металлах // IX Междунар. конф. «Физико-химические процессы в неорганических материалах». Кемерово, 2004. Т. 1. С. 620621.

99. Поляков В.В., Егоров А.В., Лепендин А.А. Моделирование пластической деформации и разрушения пористых материалов // Письма в Журнал технической физики. 2005. Т. 31. Вып. 4. С. 17-22.

100. Поляков В.В., Лепендин А.А., Егоров А.В. Моделирование пластической деформации и разрушения пористых металлов. Тез. докл. III Российской конф. «Физические свойства металлов и сплавов». Екатеринбург, 2005. С. 179-180.

101. Кучерявский С.В., Поляков В.В., Лепендин А.А. Применение фрактального анализа к исследованию поверхностей разрушения пористых металлических материалов. Сб. тез. XVI Междунар. конф. «Физика прочности и пластичности материалов». Самара, 2006. С. 115.