ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛИШКОВОЇ ДОВГОВІЧНОСТІ КІНЦЕВИХ БАЛОК МОСТОВИХ КРАНІВ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДУ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990302025347060Ключові слова:
Акустична емісія, кінцева балка, неруйнівний контроль, активні дефекти, об’ємна пошкоджуваність, індентор.Анотація
Акустична емісія стає все більш розповсюдженим методом для оцінки стану, якості
та міри пошкодженості металоконструкцій та матеріалів. Основна теоретична база
методів оцінки параметрів якої викладена у працях Скальського В.Р. та Недосеки А.Я.
Механічна міра об'ємної пошкодженості матеріалу визначається як відношення суми
новоутворених дефектів до об'єму, в якому вони утворилися. Механічна та акустико-емісійна
міри об'ємної пошкодженості лінійно залежать від дійсної деформації полікристалічних тіл.
У даній роботі забезпечували досягнення значень рівномірної деформації, отриманої
попередньо при розтягуванні циліндричних зразків. Було досліджено партію зразків, що
піддавались втомному навантаженню з різними коефіцієнтами асиметрії циклу 0, -100, -200
МПа. Робоча смуга частот реєстрованих сигналів становила: 0,2…0,5 МГц. Застосована
теоретична модель акустико-емісійного вимірювання об'ємної пошкодженості при
кінетичному індентируванні. Проведені дослідження сигналів акустичної емісії від країв
втомної тріщини та від пластичної деформації у вершині втомної тріщини для ста-лей S235
та S355. Підтверджена гіпотеза про те, що амплітуди сигналів пропорційні площі тріщини.
При оцінці швидкості зростання тріщини за параметрами акустичної емісії виникають
складнощі, пов'язані з існуванням ефекту Кайзера. Після незначних перевантажень буде
спостерігатися велика кількість пасивних циклів, тобто таких, в яких рівень сигналів АЕ буде
нижче порогового рівня апаратури, що реєструє. Встановлено, що для досліджуваних сталей
перші сигнали від пластичної деформації у вершині тріщини ви-никають при перевантаженні
до 10%. Вони можуть спостерігатися раніше реєстрації монотонно зростаючої амплітуди,
яка передує початку росту тріщини і служить якісним підтвердженням наявності дефекту,
що розвивається. Запропоновано методики визначення залишкової довговічності кінцевих
балок мостових кранів: на етапі зародження тріщини за сигналами акустичної емісії, що
виникають при вдавлюванні індентора, та на етапі розвитку тріщини за під час проведення
динамічних випробувань. Контроль тріщин, що розвиваються в кінцевих балках, за сигналами
акустичної емісії під час експлуатації можливий, при застосуванні сучасної апаратури з
низьким рівнем власних шумів.
Посилання
Zhang Yanbing, Yang Li. The Acoustic Emission Testing Technology on Large Crane
Structure Damage. Engineering and Applied Sciences. 2020. Vol. 5. No. 1. P. 9-14. doi:
11648/j.eas.20200501.12
Іванов В.Н. Застосування методу акустичної емісії при діагностуванні
металоконструкцій. / В.Н. Іванов, В.А. Кобзев, О.В. Сущий, Н.Н. Рарог // Підйомні споруди.
Спеціальна техніка. 2002. № 8. С.19.
Скальский В.Р. Розробка методик і засобів оцінки об'ємної пошкодженості та
руйнування матеріалів і виробів за параметрами акустичної емісії: Автореф. дис…д-ра. техн.
наук: 01.02.04. Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України. Львів, 2003. 36с.
Скальский В.Р. Акустико-емісійне визначення накопичення об'ємної пошкодженості
твердих тіл. / В.Р. Скальский // Фіз.-хім механіка матеріалів. 2003. №2. С. 84 - 92.
Недосєка С.А. Використання випробувань зварних зразків для оцінки прогнозних
якостей акустико-емісійного обладнання / С.А. Недосєка, А.Я. Недосєка, М.А. Яременко, О.І.
Бойчук, М.А. Овсієнко, І.Г. Волошкевич //Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2024,
№3, стор. 45-48 https://doi.org/10.37434/tdnk2024.03.07
Патон Б.Е. Акустическая эмиссия и ресурс конструкций: Теория, методы,
технологии, средства, применение / Б.Е. Патон, Л.М. Лобанов, А.Я. Недосека, С.А. Недосека,
М.А. Яременко // . — Киев: ИНДПРОМ, 2012. – 312 с.
Nedoseka A. Fundamentals of evaluation and diagnostics of welded structures / Cambridge
International Science Publishing Limited, 2012.— 642 c.
Недосека А.Я. Основы расчета и диагностики сварных конструкций монография /
А.Я. Недосека, С.А. Недосека // Учебное пособие. 5-е изд., перераб. и доп. Патон Б.Е. (ред.). -
Киев : Индром. - 2020 – 886 с.
Huang M., Jiang L. Using Acoustic Emission in Fatigue and Fracture Materials Research.
/ Huang M., Jiang L., Liaw P.K., Brooks C.R., Seeley R., Klarstrom D.L. // JOM J. Minerals, Metals
and Materials Soc. 1998. Vol. 50. № 11. P. 1–12.
Pöhl F. A Methodology for Inverse Determination of Stress-strain Curves Based on
Spherical
Indentation. Experimental
https://doi.org/10.1007/s40799-018-0238-1
Techniques .
Vol.
P.
–353.
Faisal N.H. Indentation testing and its acoustic emission response: applications and
emerging trends / N.H. Faisal, R. Ahmed, R.L. Reuben // International Materials Reviews. 2011. Vol.
(2). P. 98-142. doi: 10.1179/1743280410Y.0000000004
Martinez-Gonzalez E. Damage induced by a spherical indentation test in tool steels
detected by using acoustic emission technique / E.Martinez-Gonzalez, G. Ramirez, J. Romeu,
D. Casellas // Experimantal Mechanics. 2015. Vol. 55. P. 449-458. https://doi.org/10.1007/s11340
-9959-y
Сочава А.І. До розрахунку деталей машин на опір втоми / А.І. Сочава, Л.М.
Мартовицький, В.І. Глушко, Р.О. Фролов, О.А. Задорожній // Нові матеріали і технології в
металургії та машинобудуванн. 2023. Вип. 2. С. 59-66. doi: 10.15588/1607-6885-2023-2-9
