Алгоритм определения начала пластической деформации на основе микромеханической модели акустической эмиссии

Аннотация

В работе предложен усовершенствованный алгоритм определения момента начала пластической деформации, основанный на применении микромеханической модели акустической эмиссии (АЭ). Микромеханическая модель акустической эмиссии — это многопараметровая модель, учитывающая анизотропию механических свойств исследуемого объекта, температуру и неоднородность материала. Она связывает между собой параметры состояния объекта (остаточный ресурс, момент начала пластической деформации) и акустико-эмиссионной диагностики (суммарный счет АЭ-импульсов). Объектом исследования является полимерный композиционный материал, доведенный до разрушения с помощью растягивающей нагрузки. В процессе растяжения акустические сигналы регистрировались с помощью промышленной АЭ-системы «A-Line32D». На основе зарегистрированных данных была получена зависимость суммарного счета АЭ-импульсов от времени. Для оценки состояния исследуемого объекта при различных уровнях нагрузки была применена (на основе аппроксимации функции суммарной АЭ) микромеханическая модель акустической эмиссии. В процессе аппроксимации вычисляли параметры математической модели, на основе которых проводилась критериальная оценка состояния объекта. Одним из этапов исследовательской работы стало определение наиболее информативного диагностического признака. Для решения поставленной задачи был поставлен численный эксперимент разрушения композиционного материала с заранее известным моментом начала пластической деформации. Применение микромеханической модели акустической эмиссии на математической модели разрушения композита позволило определить диагностический признак, на основе которого проводилась оценка состояния объекта. Таким признаком стало предельное значение распределения Вейбулла–Гнеденко, характеризующее наименее прочный структурный элемент. К сожалению, из-за потребности в больших вычислительных ресурсах в процессе аппроксимации функции суммарного счета применение микромеханической модели в режиме online является затруднительным. Для вычисления критериального параметра в реальном времени был предложен модифицированный алгоритм определения начала пластической деформации. Модификация алгоритма состояла в использовании меньшего количества переменных при расчете критериального параметра. Алгоритм был апробирован на реальных данных АЭ, полученных в результате испытаний композиционных материалов.