Закономірності акустичної емісії в наближенні моделей руйнування композита за критеріями OR і Мізеса

Автор(и)

  • Sergii Filonenko Національний авіаційний університет пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-9250-1640
  • Anzhelika Stakhova Національний авіаційний університет пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0001-5171-6330

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.204820

Ключові слова:

акустична емісія, композиційний матеріал, параметри сигналів, критерії руйнування, еквівалентні напруження

Анотація

Досліджено закономірності зміни сигналів акустичної емісії в наближенні моделей руйнування композиційного матеріалу у вигляді пучка волокон за критеріями OR і Мізеса. Показано, що із зростанням коефіцієнту, що характеризує відношення розмірів елементів композиційного матеріалу, відбувається наближення закономірності зміни еквівалентних напружень за критерієм OR до закономірності зміни за критерієм Мізеса. При визначеному значенні коефіцієнта за критерієм OR досягається узгодження еквівалентних напружень з мінімальним їх відхиленням один від одного. Однак дане узгодження обмежено визначеним інтервалом часу зміни.

Отримані закономірності зміни кількості елементів, що залишаються,і сигналів акустичної емісії за критерієм OR з наближенням до закономірності зміни за критерієм Мізеса. Показано, що при найкращому наближенні еквівалентних напружень за критеріями спостерігається добре узгодження закономірностей зміни кількості елементів композиту, що залишаються, в часі і параметрів формованих сигналів акустичної емісії з мінімальним їх відхиленням. Визначено, що відхилення параметрів сигналів акустичної емісії обумовлено різницею швидкості зміни еквівалентних напружень з наближенням до моменту часу початку руйнування композиційного матеріалу за критеріями OR і Мізеса.

Визначено, що із зростанням швидкості деформування композиційного матеріалу закономірності наближення зміни еквівалентних напружень за критерієм OR і критерієм Мізеса, кількості елементів композиту, що залишаються, і параметрів сигналів акустичної емісії зберігаються. Однак дані закономірності спостерігаються на менших інтервалах часу. Отримані результати можуть бути використані при дослідженні процесів руйнування композиційних матеріалів, з урахуванням впливу різних факторів

Біографії авторів

Sergii Filonenko, Національний авіаційний університет пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, професор

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Anzhelika Stakhova, Національний авіаційний університет пр. Любомира Гузара, 1, м. Київ, Україна, 03058

Кандидат технічних наук

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Посилання

  1. Turcotte, D. L., Newman, W. I., Shcherbakov, R. (2003). Micro and macroscopic models of rock fracture. Geophysical Journal International, 152 (3), 718–728. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2003.01884.x
  2. Kun, F., Carmona, H. A., Andrade, J. S., Herrmann, H. J. (2008). Universality behind Basquin’s Law of Fatigue. Physical Review Letters, 100 (9). doi: https://doi.org/10.1103/physrevlett.100.094301
  3. Danku, Z., Kun, F. (2014). Record breaking bursts in a fiber bundle model of creep rupture. Frontiers in Physics, 2. doi: https://doi.org/10.3389/fphy.2014.00008
  4. Kovács, K., Hidalgo, R. C., Pagonabarraga, I., Kun, F. (2013). Brittle-to-ductile transition in a fiber bundle with strong heterogeneity. Physical Review E, 87 (4). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.87.042816
  5. Bosia, F., Pugno, N., Lacidogna, G., Carpinteri, A. (2008). Mesoscopic modeling of Acoustic Emission through an energetic approach. International Journal of Solids and Structures, 45 (22-23), 5856–5866. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2008.06.019
  6. Pugno, N., Bosia, F., Carpinteri, A. (2009). Size effects on the strength of nanotube bundles. Measurement Science and Technology, 20 (8), 084028. doi: https://doi.org/10.1088/0957-0233/20/8/084028
  7. Oskouei, A. R., Ahmadi, M. (2009). Fracture Strength Distribution in E-Glass Fiber Using Acoustic Emission. Journal of Composite Materials, 44 (6), 693–705. doi: https://doi.org/10.1177/0021998309347963
  8. Hader, A., Boughaleb, Y., Achik, I., Sbiaai, K. (2013). Failure kinetic and scaling behavior of the composite materials: Fiber Bundle Model with the local load-sharing rule (LLS). Optical Materials, 36 (1), 3–7. doi: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2013.07.035
  9. Lennartz-Sassinek, S., Danku, Z., Kun, F., Main, I. G., Zaiser, M. (2013). Damage growth in fibre bundle models with localized load sharing and environmentally-assisted ageing. Journal of Physics: Conference Series, 410, 012064. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/410/1/012064
  10. Capelli, A., Reiweger, I., Lehmann, P., Schweizer, J. (2018). Fiber-bundle model with time-dependent healing mechanisms to simulate progressive failure of snow. Physical Review E, 98 (2). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.98.023002
  11. Capelli, A., Reiweger, I., Schweizer, J. (2018). Acoustic emission signatures prior to snow failure. Journal of Glaciology, 64 (246), 543–554. doi: https://doi.org/10.1017/jog.2018.43
  12. Pradhan, S., Kjellstadli, J. T., Hansen, A. (2019). Variation of Elastic Energy Shows Reliable Signal of Upcoming Catastrophic Failure. Frontiers in Physics, 7. doi: https://doi.org/10.3389/fphy.2019.00106
  13. Yamada, Y., Yamazaki, Y. (2019). Avalanche Distribution of Fiber Bundle Model with Random Displacement. Journal of the Physical Society of Japan, 88 (2), 023002. doi: https://doi.org/10.7566/jpsj.88.023002
  14. Abaimov, S. G. (2017). Non-equilibrium Annealed Damage Phenomena: A Path Integral Approach. Frontiers in Physics, 5. doi: https://doi.org/10.3389/fphy.2017.00006
  15. Danku, Z., Ódor, G., Kun, F. (2018). Avalanche dynamics in higher-dimensional fiber bundle models. Physical Review E, 98 (4). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.98.042126
  16. Monterrubio-Velasco, M., Rodríguez-Pérez, Q., Zúñiga, R., Scholz, D., Aguilar-Meléndez, A., de la Puente, J. (2019). A stochastic rupture earthquake code based on the fiber bundle model (TREMOL v0.1): application to Mexican subduction earthquakes. Geoscientific Model Development, 12 (5), 1809–1831. doi: https://doi.org/10.5194/gmd-12-1809-2019
  17. Raischel, F., Kun, F., Herrmann, H. J. (2005). Simple beam model for the shear failure of interfaces. Physical Review E, 72 (4). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.72.046126
  18. Raischel, F., Kun, F., Herrmann, H. J. (2006). Local load sharing fiber bundles with a lower cutoff of strength disorder. Physical Review E, 74 (3). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.74.035104
  19. Michlmayr, G., Cohen, D., Or, D. (2013). Shear-induced force fluctuations and acoustic emissions in granular material. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118 (12), 6086–6098. doi: https://doi.org/10.1002/2012jb009987
  20. Filonenko, S., Kalita, V., Kosmach, A. (2012). Destruction of composite material by shear load and formation of acoustic radiation. Aviation, 16 (1), 1–9. doi: https://doi.org/10.3846/16487788.2012.679831

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Filonenko, S., & Stakhova, A. (2020). Закономірності акустичної емісії в наближенні моделей руйнування композита за критеріями OR і Мізеса. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9 (105), 39–45. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.204820

Номер

Том 3 № 9 (105) (2020): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Sergii Filonenko, Anzhelika Stakhova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.