Применение метода главных компонент к исследованию сигналов акустической эмиссии в алюминиевых сплавах

  • А.А. Дмитриев Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
  • В.В. Поляков Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (Томск, Россия)
  • Д.Д. Рудер Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
Ключевые слова: алюминиевые сплавы, сварные соединения, акустическая эмиссия, дискретное вейвлет-разложение, метод главных компонент

Аннотация

Проведено акустико-эмиссионное исследование алюминиевых сплавов, подвергнутых испытаниям на статическое растяжение. Часть исследованных образцов содержала в рабочей части сварное соединение, что давало возможность выявить влияние на акустическую эмиссию дефектов, сосредоточенных в зоне сварного шва. При испытаниях определялись напряжения и степени деформации, по которым строились кривые деформационного упрочнения, а также скорости счета акустической эмиссии. Для анализа деформационных процессов весь интервал деформаций разделялся на две области, первая из которых содержала стадии упрочнения, соответствовавшие равномерной пластической деформации, а вторая — стадии с неустойчивостью пластического течения и предразрушением. Виды зависимостей скорости счета акустической эмиссии от степени деформации для однородных образцов и образцов со сварными соединениями существенно различались, что отражало влияние высокой дефектности зоны соединения.При проведении обработки экспериментальных данных с помощью метода главных компонент в качестве информативных параметров применялись коэффициенты дискретного вейвлет-разложения акустико-эмиссионного сигнала. Эти коэффициенты рассчитывались для отдельных малых интервалов, на которые разбивалась кривая деформационного упрочнения. Результаты обработки представлялись в виде проекций на плоскости первых главных компонент. Расчеты, проведенные для второй области кривой нагружения, показали, что акустико-эмиссионные сигналы однородных образцов и образцов, содержащих сварное соединение, сформировали два линейно разделявшихся кластера. Это свидетельствовало об эффективном разделении с помощью использованного метода сигналов, формировавшихся в материалах с различной структурой.Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионной диагностике деформационного поведения и структуры изделий, изготовленных из алюминиевых сплавов.

DOI 10.14258/izvasu(2018)1-02

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

А.А. Дмитриев, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
старший преподаватель кафедры прикладной физики, электроники и информационной безопасности Алтайского государственного университета
В.В. Поляков, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (Томск, Россия)
доктор физико-математических наук, профессор, заве-дующий кафедрой прикладной физики, электроники и информационной безопасности Алтайскогогосударственного университета, ведущий научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН
Д.Д. Рудер, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной физики, электроники и информационной безопасности Алтайского государственного университета

Литература

Chen C., Kovacevic R., Jandric D. Acoustic emission in monitoring quality of stir welweld in friction stir welding // 4th International Symposium on Friction Stir Welding. Utah (USA). — 2003.

Дмитриев А.А., Поляков В.В., Колубаев А.А. Диагностика алюминиевых сплавов со сварными соединениями на основе анализа сигналов акустической эмиссии // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2017. — Т. 14, №4.

Криштал М.М., Мерсон Д.Л. Взаимосвязь макролокализации деформации, прерывистой текучести и особенностей акустической эмиссии при деформировании алюминиево-магниевых сплавов // Физика металлов и металловедение. — 1996. — Т. 81, вып. 1.

Шибков А.А., Желтов М.А., Золотов А.Е., Денисов А.А. Акустическая эмиссия при распространении полосы Людерса в сплаве АМг6 // Вестник Тамбовского гос. ун-та. — 2010. — Т. 15, вып. 3.

Макаров С.В., Плотников В.А., Колубаев Е.А. Скачкообразная деформация и импульсная акустическая эмиссия при нагружении алюминиево-магниевых сплавов // Известия Алтайского гос. ун-та. — 2014. №1/2. DOI: 10.14258/izvasu(2014)1.2-36.

Esbensen K. H. Multivariate Data Analysis — In Practice. CAMO Process AS. — 2002.

Egorov A.V., Polyakov V.V. The Application of Principal-Component Analysis during Eddy-Current Testing of Aluminum Alloys // Russian Journal of Nondestructive Testing. — 2015. — Vol. 51.

Polyakov V.V., Egorov A.V., Lependin A.A. Modeling plastic deformation and fracture of porous materials // Technical Physics Letters. — 2005. — Vol. 31, N 2.

Mallat S. Wavelet Tour of Signal Processing. Academic Press. — 2009.

Marec A., Thomas J.-H., Guerjouma R. Damage characterization of polymer-based composite materials: multivariable analysis and wavelet transform for clustering acoustic emission data // Mechanical Systems and Signal Processing. — 2008. — Vol. 22.

Ferreira D.B.B., Da Silva R.R., Rebello J.M.A., Siqueira M.H.S. Failure mechanism characterisation in composite materials using spectral analysis and the wavelet transform of acoustic emission signals // Insight. — 2004. — Vol. 46.

Опубликован
2018-03-06
Как цитировать
1. Дмитриев А., Поляков В., Рудер Д. Применение метода главных компонент к исследованию сигналов акустической эмиссии в алюминиевых сплавах // Известия Алтайского государственного университета, 2018. № 1(99). С. 19-23. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-02.