postgraduate student
аспирант
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Head of Chair of Materials Science and New Material Technology
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой материаловедения и технологии новых материалов
The structure of polymer composite materials (PCM) provides high mechanical properties but, at the same time, is highly sensitive to the formation of internal defects. Therefore, when designing, manufacturing products, and assessing their reliability in service, much attention is paid to the methods of non-destructive testing, among which the method of acoustic emission (AE) has proven itself to study structural changes in material under external influence. The paper deals with the identification of typical damages in fiberglass samples made of T11-GVS9 glass fiber cloth and DION 9300 FR binder and tested under cyclic tension using the AE method. In the work, the authors solved the problem of selecting the AE informative parameters and used a clustering method to identify the nature and the formation kinetics of the AE sources. The authors performed clustering using the Kohonen self-organization map (SOM) with the Fourier spectra calculated for the AE signals recorded during cyclic tests. Based on the peak frequencies analysis of the produced clusters, the researchers determined their nature and calculated the periods of critical accumulation. When characterizing the AE sources, the authors used the peak frequencies analysis of the wavelet spectra performed for different levels of decomposition. The authors determined the damage accumulation stages of samples during testing based on own research and research by other authors’ results. The study established that registration of AE signals identified as adhesion failure can be used to identify the onset of the material destruction and characterized the local formation of micro-damages in the matrix and fracture of fibers can be used to predict the destruction of PCM.
Структура полимерных композиционных материалов (ПКМ) позволяет добиться высоких показателей механических свойств, но в то же время сильно чувствительна к образованию внутренних дефектов. Поэтому при проектировании, изготовлении изделий и оценке их надежности в условиях эксплуатации большое внимание уделяется методам неразрушающего контроля, среди которых для исследования структурных изменений в материале при внешнем воздействии себя зарекомендовал метод акустической эмиссии (АЭ). Работа посвящена выявлению типовых повреждений в образцах стеклопластика, изготовленного из стеклоткани Т11-ГВС9 и связующего DION 9300 FR, в условиях циклического растяжения с использованием метода АЭ. В работе решалась задача выбора информативных параметров АЭ и использовался метод кластеризации для идентификации природы источников АЭ и кинетики их образования. Кластеризация выполнялась на основе метода самоорганизации картой Кохонена (SOM) по спектрам Фурье, рассчитанным для зарегистрированных в процессе циклических испытаний сигналов АЭ. На основании анализа пиковых частот полученных кластеров определялась их природа и рассчитывались периоды критического накопления. При характеризации источников АЭ также использовался анализ пиковых частот вейвлет-спектров, выполненный для различных уровней декомпозиции. Определение стадий накопления повреждений образцов во время испытания выполнялось на основании использования материалов собственных исследований и исследований других авторов. Установлено, что по регистрации сигналов АЭ, идентифицированных как нарушение адгезии, можно выявить начало разрушения материала, а по охарактеризованному локальному образованию микроповреждений матрицы и излому волокон можно спрогнозировать разрушение ПКМ.