Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 69 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП УДК 620.179.16 ОСОБЕННОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА ПРИ СУХОМ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ* Е.А. КОЛУБАЕВ 1,2 , кандидат физ.-мат.наук В.Е. РУБЦОВ 1 , кандидат физ.-мат.наук А.В. КОЛУБАЕВ 1,2 , доктор физ.-мат . наук, профессор 1 ( ИФПМ СО РАН, г. Томск ) 2 ( НИУ ТПУ, г.Томск ) Статья получена 15 января 2013 года Колубаев Е.А. – 634021, г. Томск, пр. Академический 2/4, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, e-mail: eak@ispms.ru Рассмотрены особенности генерации акустического сигнала в паре трения сталь–алюминиевый сплав, в которой при фрикционном контакте реализуется интенсивная пластическая деформация. При анализе аку- стических откликов системы применялась методика расчета медианной частоты с использованием оконного преобразования Фурье. Ключевые слова : трение скольжения, поверхность трения, пластическая деформация, акустическая эмиссия, акустический сигнал, частотный спектр. _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы, соглашение № 14.В37.21.2065. Введение Запись сигналов акустической эмиссии (АЭ) при механических испытаниях широко ис- пользуется уже несколько десятилетий как до- полнительный метод получения информации об изменении состояния материала в процессе нагружения, а также как эффективный метод неразрушающего контроля деталей машин, ме- ханизмов и конструктивных элементов соору- жений [1, 2]. Такие процессы, как деформация и разрушение, всегда сопровождаются появле- нием сигналов акустической эмиссии. Посколь- ку данные процессы наблюдаются при трении и изнашивании материалов, применение метода АЭ в трибологии продолжает оставаться пер- спективным направлением, так как позволяет получать информацию о поведении материалов в процессе трения и стадийности изнашивания в реальном времени [3,4]. Обычно при исследовании акустической эмиссии сигнал записывается в виде фреймов, последовательности коротких отрезков одинако- вой длительности, оцифрованных с заданной ча- стотой дискретизации. Затем записанный сигнал подвергается обработке, в результате которой, как правило, получают усредненные по фрей- мам параметры АЭ, такие как интенсивность излучения и медианную частоту, которая делит площадь под кривой спектральной плотности энергии на две равные части. Такой подход является оправданным, если излучение акустического сигнала на протяже- нии всего испытания обусловлено каким-то одним процессом. Он позволяет по изменению интенсивности излучения и медианной частоты проследить за изменениями стадий или режи- мов наблюдаемого процесса во многих практи- ческих случаях. Однако такая методика может оказаться достаточно грубой применительно к изучению процесса изнашивания, так как при трении даже за время записи одного фрейма на контактной поверхности могут произойти не- сколько совершенно разнородных событий, вы-