<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-191</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MECHANICAL TESTING METHODS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Ранняя диагностика зон повреждения и разрушения композиционных материалов с использованием хрупких тензоиндикаторов и акустической эмиссии</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Early Diagnosis of Damage and Fracture of Composite Materials Using Brittle Tenso-Sensitive Coatings and Acoustic Emission</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Матвиенко</surname><given-names>Ю. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Matvienko</surname><given-names>Yu. G.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">matvienko7@yahoo.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Васильев</surname><given-names>И. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vasil’Ev</surname><given-names>I. E.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Панков</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pankov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Трусевич</surname><given-names>М. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Trusevich</surname><given-names>M. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>Центральный аэрогидродинамический институт им. H. Е. Жуковского</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>01</day><month>01</month><year>2016</year></pub-date><volume>82</volume><issue>1</issue><fpage>45</fpage><lpage>56</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Панков А.В., Трусевич М.А., 2016</copyright-statement><copyright-year>2016</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Панков А.В., Трусевич М.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Matvienko Y.G., Vasil’Ev I.E., Pankov A.V., Trusevich M.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/191">https://www.zldm.ru/jour/article/view/191</self-uri><abstract><p>Рассмотрено комплексное использование акустико-эмиссионного метода и хрупких оксидных тензоиндикаторов при диагностике на ранней стадии деформирования зон повреждения и разрушения в образцах полимерных композиционных материалов (ПКМ). Для реализации предложенной методики использованы комплексные параметры и разработано программное обеспечение, включающее кластерный анализ и классификацию регистрируемых импульсов АЭ, что дало возможность в режиме on-line отличать сигналы образования трещин в хрупком слое тензоиндикатора от всех других сигналов, возникающих на ранней стадии деформирования образцов ПКМ. Использование акустико-эмиссионной диагностики и контрольной видеосъемки для регистрации трещин в хрупком оксидном тензоиндикаторе с величиной пороговой деформации 1000 мкм/м позволило на ранней стадии нагружения при уровне нагрузки, составляющем 10 - 15 % от предельной, задолго до начала активной фазы деградации структуры ПКМ точно диагностировать зону предстоящего разрушения образца, выявлять поля распределения наибольших главных деформаций в области трещинообразования тензоиндикатора и проводить количественную их оценку.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Integrated use of acoustic emission and brittle oxide strain-sensitive coatings at early stages of deformation of damage and fracture zones in the specimens of polymeric composite materials (PCM) may be the most effective method of nondestructive defect detection and strength assessment of modern composite materials. An external load applied to the tested structure forms a crack pattern in brittle tenso-sensitive coatings (TSC), which reflects the actual distribution of the maximum primary stress not only in the zones of stress concentration at the surface but also in the vicinity of the local defects. Proceeding from the resulted crack pat terns and refined characteristics of tenso-sensitivity of the brittle coating we may estimate the distribution of the maximum principal stress (strain). The limitations of the method of brittle coatings are attributed, first, to the location of tenso-sensitive coatings (in the zones that are technologically accessible for deposition) and, second, by the necessity of remote monitoring of the crack formation. To solve the aforementioned shortcomings and automate monitoring of the crack formation in a tenso-sensitive coating, we propose to use the method of brittle coatings in combination with acoustic emission (AE) and video recording. The developed integrated procedure provides a good opportunity to determine zones of the most probable fracture and the rate of specimen degradation during the entire period of structure testing, starting with 10- 15% of the critical load, long before the beginning of the active phase of degradation of the PCM structure. The method ensures an accurate determnination of the area of forthcoming destruction of the sample and provides determination of the field distribution of the main principal strains in the area of TSC cracking and their quantitative assesment.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>brittle tenso-sensitive coating</kwd><kwd>crack</kwd><kwd>acoustic emission</kwd><kwd>AE pulse</kwd><kwd>descriptor</kwd><kwd>fracture</kwd><kwd>хрупкий тензоиндикатор</kwd><kwd>трещина</kwd><kwd>акустическая эмиссия</kwd><kwd>сигнал</kwd><kwd>дескриптор</kwd><kwd>разрушение</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Durelli A., Phillips E., Tsao C. Introduction to the theoretical and experimental analysis of stress and strain. - NY: McCraw Hill Book Comp., 1958. - 498 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Durelli A., Phillips E., Tsao C. Introduction to the theoretical and experimental analysis of stress and strain. - NY: McCraw Hill Book Comp., 1958. - 498 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пригоровски З H. И., Панских В. К. Метод хрупких тензочувствительных покрытий. - М.: Наука, 1978. - 183 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пригоровски З H. И., Панских В. К. Метод хрупких тензочувствительных покрытий. - М.: Наука, 1978. - 183 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Handbook on experimental mechanics / Edited by A. S. Kobayashi. - Prentice-Hall: Society for Experimental Mechanics, Inc., 1987. - 1002 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Handbook on experimental mechanics / Edited by A. S. Kobayashi. - Prentice-Hall: Society for Experimental Mechanics, Inc., 1987. - 1002 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник / Под ред. Н. И. Пригоровского. - М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник / Под ред. Н. И. Пригоровского. - М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин / Под ред. Н. А. Махутова. - М.: КД Либроком, 2008. - 574 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин / Под ред. Н. А. Махутова. - М.: КД Либроком, 2008. - 574 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Напряженно-деформированные состояния ЖРД / Под ред. Н. А. Махутова, В. С. Рачука. - М.: Наука, 2013. - 646 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Напряженно-деформированные состояния ЖРД / Под ред. Н. А. Махутова, В. С. Рачука. - М.: Наука, 2013. - 646 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушаков Б. H., Васильев И. Е., Салин А. Н. Анализ напряжений в сложных натурных конструкциях методом хрупких покрытий / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. № 1. С. 96- 104.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушаков Б. H., Васильев И. Е., Салин А. Н. Анализ напряжений в сложных натурных конструкциях методом хрупких покрытий / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. № 1. С. 96- 104.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А., Ушаков Б. H., Васильев И. Е. Применение хрупких тензочувствительных покрытий для оценки прочности и выявления дефектов в сварных швах трубопроводов / Вестник машиностроения. 2011.№2. С. 44 - 48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Махутов Н. А., Ушаков Б. H., Васильев И. Е. Применение хрупких тензочувствительных покрытий для оценки прочности и выявления дефектов в сварных швах трубопроводов / Вестник машиностроения. 2011.№2. С. 44 - 48.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2403564 Российская Федерация, МПК G01N 29/14. Устройство для диагностики предельного состояния и раннего предупреждения об опасности разрушения материалов и изделий / Васильев И. E., Иванов В. И., Махутов Н. А., Ушаков Б. H.; заявитель и патентообладатель Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. - № 2009100183/28, заявл. 10.11.10. Бюл. №31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пат. 2403564 Российская Федерация, МПК G01N 29/14. Устройство для диагностики предельного состояния и раннего предупреждения об опасности разрушения материалов и изделий / Васильев И. E., Иванов В. И., Махутов Н. А., Ушаков Б. H.; заявитель и патентообладатель Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. - № 2009100183/28, заявл. 10.11.10. Бюл. №31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А., Шемякин В. В., Ушаков Б. H., Петерсен Т. Б., Васильев И. Е. Применение акустической эмиссии для контроля за процессом образования трещин в хрупких оксидных тензоиндикаторах / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 6. С. 41 - 44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Махутов Н. А., Шемякин В. В., Ушаков Б. H., Петерсен Т. Б., Васильев И. Е. Применение акустической эмиссии для контроля за процессом образования трещин в хрупких оксидных тензоиндикаторах / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 6. С. 41 - 44.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванов В. И., Власов И. Э. Метод акустической эмиссии. Неразрушающий контроль: Справочник. В 7 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 7. Кн. 1. - М.: Машиностроение, 2005. - 340 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Иванов В. И., Власов И. Э. Метод акустической эмиссии. Неразрушающий контроль: Справочник. В 7 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 7. Кн. 1. - М.: Машиностроение, 2005. - 340 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А., Фомин А. В., Иванов В. И., Перьмяков В. H., Васильев И. Е. Комплексная диагностика предельных состояний и раннего предупреждения аварийных состояний конструкций / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. №2. С. 46-51.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Махутов Н. А., Фомин А. В., Иванов В. И., Перьмяков В. H., Васильев И. Е. Комплексная диагностика предельных состояний и раннего предупреждения аварийных состояний конструкций / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. №2. С. 46-51.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Матвиенко Ю. Г., Фомин А. В., Иванов В. И., Северов П. Б., Васильев И. Е. Комплексное исследование дефектов в изделиях из композиционных материалов с применением хрупких тензопокрытий и акустической эмиссии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 1. С. 46 - 50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Матвиенко Ю. Г., Фомин А. В., Иванов В. И., Северов П. Б., Васильев И. Е. Комплексное исследование дефектов в изделиях из композиционных материалов с применением хрупких тензопокрытий и акустической эмиссии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 1. С. 46 - 50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Иванов В. И., Елизаров С. В. Акустико-эмиссионные свойства оксидных тензоиндикаторов и распознавание сигналов при образовании трещин в хрупком слое покрытия / Дефектоскопия. 2015. № 1. С. 48 - 60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Иванов В. И., Елизаров С. В. Акустико-эмиссионные свойства оксидных тензоиндикаторов и распознавание сигналов при образовании трещин в хрупком слое покрытия / Дефектоскопия. 2015. № 1. С. 48 - 60.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Suzuki H., Takemoto M., Ono K. A Study of Fracture Dynamics in a Model Composite by Acoustic Emission Signal Processing / J. Acoustic Emission. 1993. Vol. II. N3.P.117- 128.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suzuki H., Takemoto M., Ono K. A Study of Fracture Dynamics in a Model Composite by Acoustic Emission Signal Processing / J. Acoustic Emission. 1993. Vol. II. N3.P.117- 128.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bohse J. Damage Analysis of Polymer Matrix Composites by Acoustic Emission Testing / Proceedings 26th European Conference on Acoustic Emission Testing (EWGAE 2004), September 15 - 17, 2004. Berlin, Germany. Lecture 33. P. 339 - 348.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bohse J. Damage Analysis of Polymer Matrix Composites by Acoustic Emission Testing / Proceedings 26th European Conference on Acoustic Emission Testing (EWGAE 2004), September 15 - 17, 2004. Berlin, Germany. Lecture 33. P. 339 - 348.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Eaton M., Holford K., Featherston C., Pullin R. Damage in Carbon Fibre Composites: The Discrimination of Acoustic Emission Signals Using Frequency / J. Acoustic Emission. 2007. Vol. 25. N 1. P. 140 -148.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eaton M., Holford K., Featherston C., Pullin R. Damage in Carbon Fibre Composites: The Discrimination of Acoustic Emission Signals Using Frequency / J. Acoustic Emission. 2007. Vol. 25. N 1. P. 140 -148.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hill E. K., Foti C. J., Leung N. Y., Palacios A. E. Neural network burst prediction in tall graphite - epoxy vessels from acoustic emission data / J. Acoustic Emission. 2012. Vol. 30. P. 167 - 179.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hill E. K., Foti C. J., Leung N. Y., Palacios A. E. Neural network burst prediction in tall graphite - epoxy vessels from acoustic emission data / J. Acoustic Emission. 2012. Vol. 30. P. 167 - 179.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
