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Fracture analysis by use of acoustic emission

1968; Elsevier BV; Volume: 1; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0013-7944(68)90018-0

1873-7315

H.L. Dunegan, David O. Harris, C.A. Tatro,

Tunneling and Rock Mechanics

This report contains results of acoustic emission studies on flawed and unflawed specimens of aluminum and beryllium. Acoustic emission from the flawed specimens is found to begin at stress levels far below the general yield stress. A theoretical model given here indicates that the total number of acoustic emission signals from a specimen containing a crack should be proportional to the fourth power of the stress intensity factor obtained from a sharp-crack fracture mechanics analysis. This is in disagreement with experimental data from single-edge-notched fracture toughness specimens of the two materials, which indicate that acoustic emission varies more like the sixth to eighth power of the stress intensity factor. An example is given to show how the acoustic emission data obtained on fracture toughness specimens can be used to nondestruetively test the fracture strength of an engineering structure. Cet exposé rend compte des résultats de travaux sur l'émission acoustique d'éprouvettes en aluminium et en béryllium, fêlées et non fêlées. On trouve que, en ce qui concerne les éprouvettes fêlées, l'émission acoustique commence à des niveaux de tension bien plus faibles que la tension limite normale. D'après un exemple théorique donné ici, le nombre total de signaux acoustiques provenant d'une éprouvette ayant une fêlure, devrait être proportionnel à la quatrième puissance du facteur d'intensité de la force de tension, obtenu à part d'une analyse de la mécanique de la rupture. Ceci est contraire aux douées expérimentales d'éprouvettes à encoche simple utilisées pour l'essai de résistance à la rupture, ce qui indique que la variation de l'émission acoustique se rapproche davantage de la sixième à la huitième puissance du facteur d'intensité de la force de tension. Un exemple donné montre comment les données sur l'émission acoustique obtenues à partir des éprouvettes pour l'essai de résistance à la rupture peuvent être utilisées pour un essai non destructif de la force de rupture d'une structure mécanique. Dieser Bericht enthalt die Ergebnisse von Untersuchungen über akustische Emissionen von fehlerhaften und fehlerfreien Proben aus Aluminium und Beryllium. Es wurde festgestellt, dass die akustische Emission von den fehlerhaften Proben bei beträchtlich unterhalb der allgemeinen Streckgrenze gelegenen Spannungsniveaus beginnt. Ein hier angeführtes, theoretisches Modell deutet darauf hin, dass die Gesamtzahl der akustischen Signale, die durch eine einen Riss enthaltende Probe ausgesandt werden, zur vierten Potenz des der Spannungsfaktors, der sich aus der Bruch analysis für den scharfen Riβ ergibt, proportional sein sollte. Das steht im Widerspruch zu den Versuchsdaten von einseitig gekeibten Proben zur Bestimmung der kerbzähigkeit der beiden Werkstoffe, die viel eher auf eine Änderung in der akustischen Emissionmit der sechsten bis achten Potenz des Spannungsfaktors hinweisen. Es wird an einem Beispiel gezeigt, wie die an Bruchzähigkeitsproben erhaltenen Emissionsdaten für eine zerstörungsfreie Prüfung der Bruchfestigkeit technischer Konstruktionen verwertet werden können.