Статья: Исследование взаимосвязи акустической эмиссии и разрушения камнелитых материалов в условиях одноосного сжатия

Учитывая, что в реальных условиях эксплуатируемые изделия сочетают в себе различные типы структур, можно предположить, что процессы, предвещающие начало развития трещин и разрушения, соответственно зарождаются в поверхностных слоях, имеющих высокую долю содержания аморфной фазы. Сердцевина камнелитых отливок является более стойкой к сжимающим нагрузкам, она не позволяет трещинам, зародившимся в поверхностном слое, развиваться, локализует первичные признаки разрушения, соразмерные со структурными составляющими. Однако укрупнение размера кристаллических составляющих негативно сказывается на прочностных показателях - это показывает разница в результатах, полученных при испытании образцов №3 и №4. Так, в первом случае структура была мелкозернистая, во втором крупнозернистая; именно во втором случае предвестником разрушения явилось сильнейшее колебание, по всей видимости, возникшее в результате образования микротрещины.

Таким образом, в результате проведенных экспериментов установлен характер акустической активности при воздействии на камнелитой материал сжимающей нагрузки. Установлено, что разрушению предшествует ряд структурных превращений в аморфной фазе, затем начинается период накопления локальных межструктурных напряжений, структурные напряжения релаксируются за счет образования и быстрого роста трещин, которые и приводят к разрушению образца. Установлено, что характер акустических колебаний зависит от величины аморфной составляющей структуры: чем ее больше, тем быстрее происходит разрушение и тем меньше проявляются предразрушающие процессы. Поскольку структура отливок неоднородна, то и разрушение их происходит неравномерно. Начало разрушения, как правило, зарождается в поверхностных остеклованых слоях.

Библиографический список

1. Заславский Ю.З. Исследования проявлений горного давления в капитальных выработках угольных шахт Донецкого бассейна. - М.: Недра, 1966. - 180 с.

2. Игнатова А.М., Каминский М.М., Попов В.Л. Технология переработки ультраосновных магматических горных пород. - Сб. трудов II НПК молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых». - Москва: ВИМС, 2009. - С. 46.

3. Игнатова А.М., Мерзляков А.Ф., Ханов А.М. Методика и оборудование определения предела механической прочности на сжатие литых образцов синтетических минеральных сплавов // Вестник Пермского гос. техн. ун-та «Машиностроение. Материаловедение». - №3, т.12. - 2010. - 126-134 с.

4. Шемякин Е.И. О свободном разрушении твердых тел // Докл. АН СССР, 1988, т. 300. С. 1090-1094.

5. Спивак А.И. Механика горных пород. - М., 1967. - 192 с.

6. Александров А.В., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. - М.: Наука, 1990. - 400 с.

7. Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. Петрография магматических и метаморфических пород. - М: Недра, 1967.

8. Игнатова А.М., Чернов В.П., Ханов А.М. Кристаллизационно-ликвационная модель-схема формирования стеклокристаллических материалов каменного литья // Мат-лы V Всероссийской НТК «АНТЭ-09». - Казань: КГАУ, 2009. - С. 235-237.

9. Чечулин В.А., Ковалев Ю.Г. Свойства силикатных расплавов для производства камнелитых отливок // Тр. XXI совещания по теории литейных процессов «Литейные свойства металлов и сплавов». М: Наука, 1967. - 356 с.

10. Игнатова А.М. Исследование и разработка схемы абразивного изнашивания поверхности синтетических минеральных сплавов склерометрическими измерениями // Вестник Тамбовского ун-та. Сер. Естественные и технические науки. - №3, т. 15. - 2010. - 1203-1208 с.

11. Физические свойства горных пород и минералов при высоких давлениях и температурах / Под ред. Н.Е. Мироновой. - М.: Наука, 1978.

12. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. - М.: Изд-во стандартов, 1976.

13. Смирнов А.Н. Генерация акустических колебаний в химических реакциях и физико-химических процессах // Росс. хим. журнал. 2001. Т. 45. - С. 29-34.

14. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении / Н.А. Семашко, В.И. Шпорт, Б.Н. Марьин и др. Под общей ред. Н.А. Семашко. - М.: Машиностроение, 2002. - 240 с.

15. Беспалько А.А., Суржиков А.П., Хорсов Н.Н., Климко В.К., Штирц В.А., Шипеев О.В., Яворович Л.В. Наблюдения изменений напряженного состояния массива горных пород после массового взрыва по параметрам электромагнитной эмиссии // Физическая мезомеханика. - Том 7, спец. выпуск, часть 2. - 2004. - С. 253-256.

16. Игнатова А.М., Ханов А.М., Cкачков А.П. Исследование структуры и свойств камнелитых материалов методом наноиндентирования // Вестник Пермского гос. техн. ун-та «Машиностроение. Материаловедение». - №1, т. 12, 2010. - С. 139-150.

17. Пущаровский Д.Ю. Структурная минералогия силикатов и их синтетических аналогов. - М., 1986. - 450 с.