Носов В В д т н профессор Прогнозирование

Носов В. В. д. т. н, профессор Прогнозирование ресурса и оценка свойств технических объектов на основе микромеханической модели разрушения и акустической эмиссии гетерогенных материалов. Методика оценки удароопасности массива горных пород (локальный прогноз)

Модель делокализованного мелкодисперсного разрушения Микротрещина Материал

Микромеханическая модель параметров АЭ Разрушение структурных микроэлементов Структурный микроэлемент Сигнал АЭ u D Δt параметры АЭ тракт АЭ D t u D АЭК Высвобождаемая энергия упругой деформации Концентрация структурного микроэлемента D микротрещин С(t) Еи = *2 D 3/2 Е ~ u 2 Распределения Ф(u) параметров сигналов АЭ: б) амплитудное ξ(t) t G 10 -21, Вт/Гц 104 103 102 3 б) 2 в) частотное г) временное (по длительности пауз ∆ t) Вероятность регистрации сигналов АЭ в заданном амплитудном диапазоне (д) 1 u АЭК k. AE =V PΔ Pf PU 0 N 0, 5 fmax 1, 0 1, 5 2, 0 f, МГц в) РU''> РU' > РU РU'' д) г) РU' UН РU UВ t, мс u

Микромеханическая модель параметров АЭ Структурный Разрушение микроэлемент D Сигнал АЭ структурных элементов Δt u тракт АЭ D параметры АЭ t u D D ЕИ=F*УПР D*/2 u 2 F*УПР= D 2 * Еи = *2 D 3/2 Еу ~ u 2 D*=D */Eу Концентрация микротрещин С(t) Распределения Ф(u) параметров сигналов АЭ: б) амплитудное АЭК ξ(t) G 10 -21, Вт/Гц 104 103 102 3 б) t 2 в) частотное г) временное (по длительности пауз) Вероятность регистрации сигналов АЭ в заданном амплитудном диапазоне (д) 1 u АЭК k. AE =V PΔ Pf PU 0 N 0, 5 fmax 1, 0 1, 5 2, 0 f, МГц в) РU''> РU' > РU РU'' д) UН РU t, мс г) РU' UВ u 1, 2, 3 -распределения от разрушения структурных элементов граничной зоны адгезионных связей композита или материала сварного шва (1), волокна композита или околошовной зоны, зоны нормализации и основного металла сварного соединения (2), матрицы композита или элементов разупрочнённой зоны сварного соединения (3); РU, РU'' - вероятности попадания амплитуды сигнала АЭ в регистрируемый амплитудный диапазон [UН; UВ] при равномерном, экспоненциальном (показательном) и с

Моделирование неоднородности состояния и временной зависимости параметров АЭ где ξ -информативный параметр АЭ (число импульсов, суммарная АЭ, суммарная амплитуда сигналов АЭ), t-текущее время; k. AE-акустико-эмиссионный коэффициент (“звучащий” объём материала); ω-параметр прочностного состояния структурного элемента материала объекта; Ψ(ω)- функция плотности распределения параметра ω по структурным элементам контролируемого объёма V материала; ω0, Δω-нижняя граница и диапазон рассеяния значений параметра ω; где γ- активационный объём, - растягивающие напряжения на микроэлементе. “Колокол” распределения “Хвост” распределения Моделирование прочностной неоднородности материала где Uo- энергия активации процесса разрушения - время разрушения микроэлемента (формула Журкова С. Н. )

Структура математической модели временной зависимости числа импульсов АЭ

Некоторые АЭ-показатели прочностного состояния технических объектов, устойчивые к дестабилизирующим факторам микро-АЭ-модель нано-модель Свойство, АЭ-показатель состояния dln /dt Прочность, XAE /(KT) dln /d Прочность, YAE /(KT) ln -ln. AD Долговечность, Z АЕ Относительная опасность, ∆ZAE Несущая способность, F AЕ Долговечность WАЕ = /(KT) ln 1 - ln 2 1 - 2 ln 1/ln 2 dlnξ/d. Kн dlnξ ~ 1/ 2 = /(KT) Особенности оценки, авт. защищённость А. С. N 1467458 Реализуется при 0 Патент № 2270444. Необходима оценка напр. состояния Необходима оценка коэффициента А D Необходимы АЭиспытания эталона Необходима оценка эталонного напряжённого сост. Патент N 2042813 Необходима оценка диагностической нагрузки Патент N 2445616 ξ-информативный первичный параметр АЭ, АD =k. АЕCO/{ Оexp[UO/(KT)]}, exp[ /(KT)]}, Кн- коэффициент нагрузки Кн- Время до разрушения при постоянной нагрузке ( =const) t* 10 -15 exp(U 0/KT-YAE )= exp (М-YAE ) =B/exp. ZAE Число циклов до разрушения Предел прочности В {Uo/KT – ln(1015/XAE)] /XAE [Uo/(KT)-34]/YAE М/ YAE М Uo/(KT)-34 B= exp. M

АЭ-оценка напряжённого состояния массива горных пород Графики изменения сейсмоакустической активности (СА) массива горных пород медноникелевого рудника Октябрьский Норильского горно-металлургического комбината, находящегося в равновесном состоянии (1), и СА, вызванной взрывом (2). N’ , N’o ={k. AECо ехр[( Р+ В) /(КТ)]}/{ о ехр[Uo/(KT)} 240 2 - N’ (t)=N’ 0 exp- t 160 N’ ( р) k. AECo р exp[ р/(KT)]/{ о exp[Uo/(KT)]} 1 -N’p 80 0 10 20 30 40 50 60 70 t, мин

Взаимосвязь напряжённого состояния массива с величиной N’о максимального всплеска активности, показателем скорости её спада и суммарной эмиссией N ( p). N ( р) k. AECo р exp[ р/(KT)]/{ о exp[Uo/(KT)]} N’o ={k. AECО ехр[( Р+ В) /(КТ)]}/{ О ехр[Uo/(KT)} N ( p), имп. c-1 300 0, 6 N’о , N’о имп/мин 150 =( о- р) /( р. КТ) 200 0, 4 100 0, 2 0 0 100 N ( p) 0, 7 1, 0 1, 3 50

Сейсмоактивность участков горного массива Защищенная зона Зона повышенного опорного давления

Значения АЭ-показателя напряженного состояния МГП F AE= ln. N’p /ln. N’o /[ ] в зонах двух шахт с различным уровнем напряжений Защищенная зона Частично защищенная зона Зона повышенного опорного давления ШАХТА N 1 0, 346 0, 262 - 0, 391 0, 401 0, 371 - 0, 432 0, 373 0, 344 - 0, 403 ШАХТА N 2 __ 0, 565 0, 5 - 0, 661 0, 576 0, 515 - 0, 64

Временная зависимость сейсмоакустической активности после взрыва № 197

Влияние количества m используемого взрывчатого вещества на величину параметра Ad и площадь S вновь образованной после взрыва полости в зоне повышенного опорного давления