Образцы из стали 19Г предварительно испытывали на усталость, не доводя до разрушения, при σ_max = 350 МПа (предел выносливости составлял 320 МПа) в течение 15·10⁴ и 50·10⁴ циклов нагружения (23 и 90 % ожидаемой долговечности до разрушения соответственно), а образцы из стали 20X13 — при σ_max = 465 МПа в течение 70·10⁴ циклов и при σ_max = 460 МПа (близкое к пределу выносливости) в течение 130·10⁴ циклов нагружения (рис. 6). Установлено, что характер изменения параметров акустической эмиссии образцов в различном структурном состоянии (исходном и после предварительного циклического нагружения) полностью коррелирует с характером и основными закономерностями акустической эмиссии, зарегистрированными при статическом растяжении образцов (см. рис. 3 и рис. 6). Уровень акустической эмиссии на стадии деформационного упрочнения образцов после циклической нагрузки значительно ниже, чем образцов в исходном структурном состоянии (см. рис. 5). Как и при статическом растяжении, энергетический спектр, суммарная энергия сигналов АЭ на стадии циклического деформационного упрочнения при вдавливании индентора отражают степень предварительного циклического нагружения и могут служить мерой оценки остаточного ресурса работоспособности материала.

рис. 6.  Зависимость интенсивности сигналов (1) и суммарного числа импульсов акустической эмиссии (2), от нагрузки Р (3) и длительности упругопластического деформирования вдавливанием шарового индентора образцов из стали 19Г после 15·10⁴ (а) и 50·10⁴ циклов предварительного нагружения (б) при циклической нагрузке 350 МПа

Согласно полученным результатам, параметры акустической эмиссии при выработке 90 % ресурса (преодолении линии необратимой повреждаемости Френча [1, 5]) образца из стали 19Г значительно ниже, чем при выработке 23 % ожидаемой долговечности до разрушения (рис. 7, [5]). Как видно, число и энергия сигналов АЭ заметно снижаются по мере возрастания числа циклов предварительной циклической деформации образцов.

рис. 7.  Диаграммы энергетических спектров сигналов акустической эмиссии при статическом растяжении (стадия деформационного упрочнения) образцов из стали 19Г в исходном структурном состоянии (1), после 15·10⁴ (2) и 50·10⁴ (3) циклов предварительного нагружения при циклической нагрузке 350 МПа

Следовательно, используя корреляционную зависимости параметров акустической эмиссии от степени повреждаемости при циклическом деформировании и метод акустико-эмиссионной диагностики в сочетании с методом кинетической твердости можно оценить остаточный ресурс металлической конструкции, испытывающей циклические нагрузки.