Ю.Г. МАТВИЕНКО, д-р техн. наук, проф., заведующий отделом, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т.Д. БАЛАНДИН, младший научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д.В. ЧЕРНОВ, канд. техн. наук, доц., старший научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Работа посвящена исследованию кинетики накопления повреждений в изделиях из полимерных композиционных материалов с использованием метода акустической эмиссии (АЭ). Для решения поставленной задачи предложен алгоритм обработки потоковых АЭ-параметров, основанный на совместном применении методов статистической обработки экспериментальных данных и моделей регрессионного анализа. В качестве наиболее информативных параметров, используемых при оценке степени поврежденности композитных образцов, были выбраны значения высокоуровневых квантилей p = 0,9 эмпирических функций распределения энергии переднего фронта [E_φ]_p=0,9 и усредненной частоты выбросов [N_i /t_i ]_p=0,9 импульсов АЭ. Расчет эмпирических функций распределения для выбранных АЭ-параметров осуществлялся с помощью метода оконных функций. Реализация предложенного алгоритма состоит в расчете весового содержания потоковых АЭ-параметров в сегментах I, II и III критериальной плоскости [E_φ]_p=0,9 – [N_i /t_i ]_p=0,9, сформированных на стадиях рассеянного трещинообразования в матрице (I), локального разрушения волокон (II) и интенсивного накопления повреждений в зоне концентрации напряжений (III) композитного образца. По динамике изменения весового содержания потоковых параметров в сегменте I (W_I) проведен синтез регрессионной модели, позволяющей оценить степень поврежденности контролируемых изделий по результатам АЭ-мониторинга. В качестве регрессионной модели использована дробно-рациональная функция первого порядка, коэффициенты которой были рассчитаны с помощью метода наименьших квадратов. Максимальное значение приведенной погрешности для предложенной эмпирической модели для исследуемого композитного материала не превышала γ = 3,6 %, а высокая степень корреляции модельных и экспериментальных данных подтверждается значением коэффициента детерминации R² = 0,94.

1. Deo, R.B. Low-cost composite materials and structures for aircraft applications / R.B. Deo, J.H. Starnes, R.C. Holzwarth // RTO AVT specialist meeting on Low Cost Composite Structures, Loen, May 7–11, 2001. — Neuilly-sur-Seine: NATO RTO, 2003.
2. Wu, Y. Application of carbon fiber composite materials in aircraft / Y. Wu // Applied and Computational Engineering. — 2024. — Vol. 61. — P. 245–248. — DOI: https://doi.org/10.54254/2755- 2721/61/20240969.
3. Smith, R.A. Composite defects and their detection / R.A. Smith // Materials science and engineering: in 3 volumes / EOLSS Publishers Co.; ed. R.D. Rawlings. — EOLSS Publishers Co., 2009. — Vol. 3 / ed. R.D. Rawlings. — 2009. — P. 103–143.
4. Иванов, В.И. Акустико-эмиссионная диагностика / В.И. Иванов, В.А. Барат. — М.: Спектр, 2017. — 362 с.
5. Application of acoustic emission method for the evaluation of the micromechanics of destruction of fiberglass materials under static load / M. Urbaha, K. Stefański, M. Banov, V. Shestakov // Aviation. — 2020. — Vol. 24. no. 4. — P. 169–176. — DOI: https://doi.org/10.3846/aviation.2020.12661.
6. Степанова, Л.Н. Исследование процесса разрушения образцов из композиционных материалов методом акустической эмиссии / Л.Н. Степанова, В.В. Чернова // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2014. — № 3(663). — С. 118–124.
7. Ghadarah, N.S. A review on acoustic emission testing for structural health monitoring of polymer-based composites / N.S. Ghadarah, D. Ayre // Sensors. — 2023. — Vol. 23. iss. 15. — DOI: https://doi.org/10.3390/s23156945.
8. Rupture tests of reinforcing fibers and a unidirectional laminate using acoustic emissions / N.A. Makhutov, Yu.G. Matvienko, V.I. Ivanov [et al.] // Instruments and Experimental Techniques. — 2022. — Vol. 65, iss. 2. — P. 305–313. — DOI: https://doi.org/10.1134/S0020441222020014.
9. Acoustic emission-based methodology to evaluate delamination crack growth under quasi-static and fatigue loading conditions / M. Saeedifar, M.A. Najafabadi, K. Mohammadi [et al.] // Journal of Nondestructive Evaluation. — 2018. — Vol. 37, iss. 7. — DOI: https://doi.org/10.1007/s10921-017-0454-0.
10. Acoustic emission monitoring for damage diagnosis in composite laminates based on deep learning with attention mechanism / J. Du, J. Zeng, C. Chen [et al.] // Mechanical Systems and Signal Processing. — 2025. — Vol. 222. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2024.111770.
11. Multi-variant damage assessment in composite materials using acoustic emission / M. Gee, S. Roshanmanesh, F. Hayati, M. Papaelias // Sensors. — 2025. — Vol. 25, iss. 12. — DOI: https:// doi.org/10.3390/s25123795.
12. Time-frequency analysis of acoustic emission signals in composite materials under repeated impact conditions / J. Du, Y. Bao, W. Wang [et al.] // Polymer Composites. — 2025. — Vol. 46, iss. 13. — P. 12407–12420. — DOI: https://doi.org/10.1002/pc.29752.
13. Clustering of interlaminar and intralaminar damages in laminated composites under indentation loading using Acoustic Emission / M. Saeedifar, M.A. Najafabadi, D. Zarouchas [et al.] // Composites Part B: Engineering. — 2018. — Vol. 144. — P. 206–219. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.028.
14. Flexural damage and failure behavior of 3D printed continuous fiber composites by complementary nondestructive testing technology / Z. Pan, W. Zhou, K. Zhang [et al.] // Polymer Composites. — 2022. — Vol. 43, iss. 5. — P. 2864–2877. — DOI: https://doi.org/10.1002/pc.26582.
15. Ли, В. Кластерный анализ данных акустической эмиссии слоистых композитных материалов с различной ориентацией межфазных волокон на основе модели гауссовой смеси / В. Ли, Ц. Чэн, П. Цзян, И. Лю // Дефектоскопия. — 2023. — № 3. — С. 14–30. — DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308223030028.