"Ασθενή ηλεκτρικά σήματα και ακουστικές εκπομπές για την μελέτη της κρισιμότητας της μηχανικής κατάστασης υλικών"

Τα φαινόμενα θραύσης σε ετερογενή και τσιμεντοειδή υλικά, αποτελούν μια αρκετά σύνθετη και πολύπλοκη διαδικασία, εμπεριέχοντας συμπεριφορές ευρείας χώρο-χρονικής κλίμακας. Η διαδικασία της θραύσης σχετίζεται με την δημιουργία, την ανάπτυξη και την συσσωμάτωση των μικρορωγμών σε μακρορωγμές, οι οποίες τελικά οδηγούν το υλικό στην αστοχία. Η μηχανική συμπεριφορά και η εξέλιξη της βλάβης σε ετερογενή υλικά τα οποία υπόκεινται σε θλιπτικό αξονικό stress εμφανίζουν μεγάλο ενδιαφέρον σε μια σειρά πεδίων εφαρμογής.

Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής θα πραγματοποιηθούν μία σειρά εργαστηριακών πειραμάτων σε δοκίμια ψαθυρών υλικών τα οποία θα υποβληθούν σε μηχανικό stress μέχρι τελικής θραύσης. Κατά την διάρκεια των εργαστηριακών πειραμάτων, θα καταγράφονται συγχρόνως οι ακουστικές εκπομπές (Acoustic Emissions) και το ασθενές παραγόμενο ηλεκτρικό σήμα μέσω της τεχνικής Pressure Stimulated Current (PSC). Εκτιμώντας τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά των PSC σημάτων και σε συνδυασμό με την ανάλυση των παραμέτρων των Ακουστικών Εκπομπών, μπορεί να γίνει μια εκτίμηση όσον αφορά από ποια επίπεδα της εφαρμοζόμενης μηχανικής καταπόνησης αρχίζουν να εμφανίζονται οι πρώτες μικρορωγμές στο υλικό και πως αυτές στη συνέχεια επεκτείνονται στο κύριο μέρος του υλικού . Η εκτίμηση αυτή μπορεί να δώσει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τη γένεση και διάδοση των μικρορωγμών, στα υλικά που υφίστανται μηχανικό φορτίο και εν τέλει οδηγούνται σε μόνιμες καταστάσεις μακρορωγμών, ιδιαίτερα στη φάση λίγο πριν την τελική αστοχία του υλικού.

Παράλληλα θα διερευνηθεί σε συνδυασμό με τα ανωτέρω, η ανάδειξη του κρίσιμου σταδίου που προηγείται της επικείμενης θραύσης με την βοήθεια του φυσικού χρόνου. Η ανάλυση στο φυσικό χρόνο έχει το πλεονέκτημα ότι επιτρέπει τη μελέτη της δυναμικής εξέλιξης ενός πολύπλοκου συστήματος και έτσι προσδιορίζει πότε το σύστημα προσεγγίζει (ένα) κρίσιμο σημείο.