По деформационным кривым (рис. 6) трудно получить представление о возникновении повреждений и их накоплении. Деформация меняется по траекториям с малой кривизной почти пропорционально напряжению. Особенно трудно определить момент образования повреждений на началь ной стадии растяжения. С помощью акустического метода (рис. 7) можно не только выявить момент образования трещин, но и проследить кинетику их накопления. В частности, например, можно наблюдать полное или частичное «захлопывание» образовавшихся полостей при разгрузке.

Максимум на зависимости амплитуды проходящего через деформируемый образец акустического сигнала от напряжения (рис. 8, кривая 2) можно объяснить конкурирующим влиянием ориентации и разрушения

Рис. 4. Зависимости деформации от напряжения (1) и амплитуды акустического сигнала от деформации (2) при осевом растяжении образца высоконаполненного каучука

Рис. 5. Зависимость изменения амплитуды А акустического сигнала от деформации (1, 2) и зависимость деформации е от напряжения а (3, 4) для образца высоконаполненного полимера. Штриховые линии - зависимости повторного растяжения. I, II — области обратимых и необратимых деформаций соответственно материала.

Процессы ориентации должны вызывать уменьшение коэффициента ослабления и увеличение скорости в направлении растяжения [11]. В условиях эксперимента разница скоростей в направлении параллельном и перпендикулярном оси растяжения составила 9 м/с, максимальное уменьшение ослабления 1,3 дБ (что превышает ошибку измерений). Учет ослабления, вызванного ориентацией, позволяет выделить часть величины коэффициента ослабления, обусловленную накоплением повреждений (рис. 8, кривая 1). Инкубационная I и переходная II области характеризуются слабой зависимостью от напряжения. Для области III основного периода медленного роста трещин наблюдается прямолинейная зависимость ослабления от напряжения. Вид зависимости A~f(a) соответствует закону накопления повреждений. Воспользуемся установленной в модельном эксперименте связью акустических величин с сечением дефектов и перейдем от изменения амплитуды акустического сигнала к эффективному сечению рассеяния. Для области III yN=k-E, где /с=0,12 в режиме разгрузки при 20°, причем появлению дефектов сечением 1 см2 соответствует изменение амплитуды акустического сигнала на 0,5 дБ.

Рис. 7. Зависимость амплитуды акустического сигнала от времени воздействия напряжения о

Рис. 8. Зависимость расчетной Ц) и экспериментальной (2) амплитуды сигнала, проходящего через образец, и кажущейся остаточной деформации е (3) от напряжения о

В результате проделанной работы установлена возможность наблюдения микроразрушения при одноосном растяжении образцов высокона-полненного каучука акустическим методом и определен закон накопления повреждений на стадии медленного роста.

Литература

1. Андерсон О. Определение и некоторые применения изотропных упругих постоянных поликристаллических систем, полученных из данных для монокристаллов. Физическая акустика / Под ред. Мэзона У. М.: Мир, 1968, ч. Б, т. 3, с. 62.

2. Ranachowski I. Ultrasonics, 1975, v. 13, № 5, p. 203.

3. Меркулова В.М. Дефектоскопия, 1970, № 2, с. 111.

4. Епифанов В.П., Воронина И.Ю. Изв. АН АрмССР. Механика, 1980, т. 33, № 2, с. 64.

5. Вопилкин А.X., Ермолов И.И., Стасеев В.Г. Спектральный ультразвуковой метод определения характера дефектов. М.: Машиностроение, 1979, с. 1.

6. Бессонов М.И., Кувшинский Е.В. Физика твердого тела, 1961, т. 3, № 2, с. 607.

7. Schapery R. A. Internal J. Fract., 1975, v. 11, № 1, p. 141.

8. Лифшиц И.M., Пархамовский Г.Д. Ж. эксперим. и теорет. физ., 1950, т. 20, №2, с. 175.

9. Воронина И.Ю., Епифанов В.П. Акуст. ж., 1980, вып. 3, т. 26, с. 371.

10. Каминский А.А. Механика разрушения вязко-упругих тел. Киев: Наукова думка, 1980, с. 94.

11. Перепечко И.И., Гречишкин В.А. В кн.: Применение ультраакустики к исследованию вещества / Под ред. Ноздрева В.Ф. М.: МОПЙ, 1971, вып. 25, с. 299.