Page 116 - 07

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 1. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 620.179.17
РОЗТАШУВАННЯ ДЖЕРЕЛ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ
НА ТОНКОСТІННИХ ОБ’ЄКТАХ СФЕРИЧНОЇ ФОРМИ

В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, Є. П. ПОЧАПСЬКИЙ, Б. П. КЛИМ, О. Г. СІМАКОВИЧ
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Одержані розв’язки задачі знаходження координат джерел акустичної емісії (AE)
тонкостінних об’єктів сферичної форми в декартовій системі координат з викорис-
танням антени, яка складається з трьох перетворювачів. Розглянуто шляхи усунення
неоднозначності визначення місця знаходження джерел пружних хвиль АЕ такою
антеною. Одержані результати перевірено за допомогою комп’ютерного моделю-
вання та на реальному сферичному об’єкті. Обчислено похибки вимірювань.
Ключові слова: акустична емісія, локація джерел акустичної емісії, тонкостінний
об’єкт сферичної форми, координати джерела.

Актуальність та стан проблеми. Застосування методу акустичної емісії
(АЕ) досить поширене для моніторингу зародження і розвитку дефектів в еле-
ментах конструкцій, що дає змогу запобігати їх передчасному руйнуванню. Од-
нією з найважливіших складових такого технічного діагностування є виявлення
координат місця руйнування, оскільки це дозволяє сконцентрувати обстеження
на малій ділянці і тим самим збільшити його достовірність. Дефект, що зароджу-
ється або розвивається, випромінює в матеріалі пружні хвилі АЕ. Їх реєстрація
дає можливість знайти координати джерела за допомогою акустичної антени пер-
винних перетворювачів, маючи значення різниць часу приходу (РЧП) пружної
хвилі на кожен із них. Кількість перетворювачів АЕ (ПАЕ), необхідних для
локації джерела, залежить від геометрії об’єкта дослідження, але, як правило,
акустична антена має чотири ПАЕ [1].
Відомі праці з визначення координат джерел АЕ на площині [1–8]. Такий
підхід можна використати і для локації джерела на малій ділянці сфери, для якої
можна знехтувати кривиною. Оскільки похибка обчислень буде зростати зі збіль-
шенням площі, на якій проводиться діагностування, то цей спосіб не є прийнят-
ним для малих об’єктів контролю сферичної форми.
Розглянуто [9] методи локації джерела АЕ на сферичній поверхні, побудова-
ні на використанні наперед визначених схем розташування ПАЕ. Реальні об’єкти
контролю через складність конструкції можуть накладати певні обмеження на
встановлення п’єзоперетворювачів. Тоді застосовують схеми з довільним розта-
шуванням ПАЕ. Для цього необхідно мати відповідну методику розрахунку ко-
ординат джерела АЕ, а також ураховувати можливі вироджені випадки і проана-
лізувати їх для розроблення алгоритму випробувань.
Розглянуто [10–13] задачі з визначення координат джерела АЕ на сферичній
поверхні. Для їх розв’язання використано модифіковану полярну систему коор-
динат, що введена на поверхні сфери. Одержані розв’язки не враховують всі мож-
ливі варіанти розташування ПАЕ та джерела. В розглянутих варіантах присутня
неоднозначність визначення координат джерела і не вказані шляхи її усунення.
Подібна проблема виникає під час розв’язання аналогічних задач для об’єкта ци-
ліндричної форми [14].

Контактна особа: В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, e-mail: skal@ipm.lviv.ua
122