Распространения поверхностных

Погрешность от влияния акустического контакта исключается при использовании бесконтактных способов излучения и приема акустических волн. Для этой цели применяют электромагнитно-акустические (ЭМА) преобразователи (см. п. 1.5.2). Широкопо-лосность таких преобразователей позволяет формировать короткие импульсы, что важнб для достижения высокой точности. ЭМА-пре-образователи легче возбуждают поперечные, а не продольные волны. Это также удобно для измерения: скорость распространения поперечных волн меньше, чем продольных, измеряемый интервал времени увеличивается и соответственно уменьшается погрешность At2/t. Небольшая чувствительность ЭМА-преобразователей не является препятствием при использовании этого способа в приборах групп А и В, где донный сигнал имеет большую амплитуду. Громоздкость ЭМА-преобразователей определяет область их применения — в приборах группы В.

Погрешность, обусловленная влиянием акустического контакта, исключается при использовании бесконтактных способов излучения и приема акустических волн. Для этой цели применяют электромагнитно-акустические преобразователи, широкополос-ность которых позволяет формировать импульсы полуволновой длительности, что важно для достижения высокой точности. ЭМА-преобразователи легче возбуждают поперечные, а не продольные волны. Это также удобно для измерения: скорость распространения поперечных волн меньше, чем продольных, измеряемый интервал времени увеличивается и соответственно уменьшается погрешность А^2//. Небольшая чувствительность ЭМА-преобразователей не препятствует использованию этого способа в приборах групп А и В, характеризующихся высокой амплитудой

анализе гармонических волн можно представить периодическими функциями, и задача сводится к отысканию решения для одного элемента. В математическом отношении она приводится к «теории Флоке», разработанной для дифференциальных уравнений. Аналогом этой задачи в физике твердого тела является проблема распространения электронных волн при периодических потенциалах. Решение уравнения Шредингера, описывающего эту задачу, получено вариационными методами в работе Кона [86], а распространение этих методов на слоистые композиционные материалы представлено в работе Кона и др. [87]. By [197] использовал построенный в этих работах вариационный метод для анализа распространения поперечных волн в волокнистых композиционных материалах. Аналогичные задачи рассмотрели Вилер и Мура [189], Тобон [178].

Боковая волна разгрузки нарушает одномерность поля деформаций, однако не оказывает существенного влияния на скорость движения наковальни после ее отделения от бойка. Центральная часть наковальни, связанная с образцом, приобретает скорость движения, близкую к скорости движения наковальни, в результате распространения поперечных волн. Конечное время выравнивания скорости по объему наковальни приводит при высоких скоростях к повышенному времени нарастания скорости на начальном участке деформирования образца и, следовательно, к заниженной скорости деформирования. Для уменьшения этого эффекта при высоких скоростях деформирования требуется уменьшение области наковальни, не воспринимающей удар бойка. Для этого использована схема ударного нагружения (см. рис. 38, б), в которой наковальня, связанная с головкой образца, воспринимает удар бойка через промежуточное кольцо, внутреннее отверстие в котором близко к диаметру головки образца. За время прохождения пути до соударения с наковальней скорость по объему промежуточного кольца успевает выровняться. Отскакиванием наковальни от промежуточного кольца в этом случае можно пренебречь: деформация при высоких скоростях является упруго-пластической и коэффициент восстановления мал. Масса наковальни выбирается из условия

где с^ и с^п—скорости распространения продольных волн соответственно в средах I и II; С( и ci —скорости распространения поперечных волн в I и II среде.

В поперечной волне (волне сдвига) движение частиц происходит перпендикулярно направлению ее распространения. Такие волны могут распространяться только в твердой среде, которая обладает упругостью формы. Скорость распространения поперечных волн споп в неограниченной среде можно записать как споп =

где CSII — скорость распространения поперечных УЗК в материале образца; CLI — скорость распространения продольных УЗК в материале призмы. Определим максимальную толщину прозвучивания

Уравнение (1.74) эквивалентно уравнению распространения поперечных волн в вязкоупругом теле Максвелла. При о = 0 получаем волновое уравнение. Следовательно, уравнение (1.74) можно представить в виде

Импульс проходит этот путь в прямом и обратном направлениях. Скорость распространения поперечных волн равна ct = 2rlt = 2 • 44,7/28,6 = 3,12 мм/мкс. Скорость близка к значению для алюминия.

А.А. Сельским [298] рассмотрены особенности распространения поперечных и нормальных УЗ-волн, направленных вдоль образующей стенки трубы, связанные с ее огибанием. Расходящийся пучок волн растекается вокруг трубы, как бы сворачивается, в результате чего на некотором расстоянии от преобразователя волны заполняют все сечение трубы и обеспечивают выявление дефектов. На рис. 3.82, а показано распространение пучка лучей на плоскости, а на рис. 3.82, б- "сворачивание" пучка вокруг трубы. Эффект проявляется как для волн Лэмба, так и для многократно отраженных попе-

Толщиномеры с ЭМА-преобразо-вателями. Ранее отмечалась перспективность использования ЭМА-преобразова-телей в приборах для измерения толщины. Широкополосность таких преобразователей позволяет формировать короткие импульсы, что важно для достижения высокой точности. ЭМА-преобразователи легче возбуждают поперечные, а не продольные волны. Это удобно для измерения: скорость распространения поперечных волн меньше, чем продольных; измеряе-

В нашем случае происходит разгон крекона и в момент переключения он приобретает максимальную скорость. Чем дольше действует управление и:, тем ближе скорость трещины в момент t,, приближается к своему предельному значению. (Предельная скорость трещины совпадает со скоростью распространения поверхностных волн Релея. Однако фактически предельной становится меньшая скорость - скорость ветвления трещины [306]). Имея в виду достаточно хрупкое состояние, возьмем t. в виде (45.11).

Предполагается, что поверхности трещин свободны от нагрузок и V < CR, где CR означает скорость распространения поверхностных волн Рэлея. Расстояние между соседними трещинами равно

— скорость распространения поверхностных волн Релея, которым соответствуют перемещения:

с электрич. положит, обратной связью (т.н. осцилляторы), в к-рых усиление акустич. волн осуществляется резонатором, включённым в цепь обратной связи транзисторного усилителя. А.г. широко применяются в качестве элементов измерительных преобразователей, работа к-рых осн. на изменении условий распространения поверхностных акустич. волн и, соответственно, частоты генерации. АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ -устройство для усиления акустических волн, возбуждаемых электро-акустич. преобразователем, дрейфующими носителями заряда в твёрдых телах; усиление происходит в объёме пьезополупроводниковой пластины (в случае объёмных акустич. волн) или в поверхностных слоях пьезоэлектрич. слоистой структуры (в случае ПАВ), к торцам к-рой приложено электрич. напряжение (т.н. дрейфовое напряжение). Наибольшее распространение получили А.у. на основе слоистых структур, обеспечивающие эффективное усиление ПАВ, а также подавление паразитных сигналов, обусловл. отражением ПАВ (коэфф. усиления достигает 30-60 дБ/см при коэфф. шума порядка 10 дБ в диапазоне 100-500 МГц). А.у. используются в акустич. линиях задержки, конволь-верах, корреляторах и др. акусто-электронных устройствах. АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ - фазовращатель, в к-ром для изменения фазы электромагн. колебаний их преобразуют с помощью встречно-штыревых преобразователей в акустические и обратно, изменяя при этом фазу акустич. колебаний. Наиболее распространены А.ф. на поверхностных акустических волнах, в к-рых изменение фазы ПАВ осн. либо на изменении скорости распространения волны под влиянием разл. управляющих воздействий (напр., электрич. напряжения), прикладываемых к звукопроводу, либо на суммировании неск. когерентных акустич. волн, возбуждаемых с определённой (строго фиксир.) задержкой друг относительно друга. Использование А.ф. обеспечивает плавное управление фазой ПАВ в пределах от О до 360° в частотном диапазоне 10-100 МГц при управляющих напряжениях от 1 до 10 кВ, а также в частотном диапазоне порядка 10% /(где f-несущая частота) при напряжениях от 10 до 20 В.

Величина ka = 12 применительно к распространению сквозных усталостных трещин вне зоны нелинейного влияния концентратора напряжений. В случае распространения поверхностных (полуэллиптических по форме фронта) трещин величина ka = 16.

Рис. 5.45. Схемы возникновения ложных сигналов в результате распространения поверхностных волн

УЗМД позволяет контролировать упругую анизотропию поверхностных слоев чугунов и сталей. Ее высокая точность (±15-Ш"5) достигается применением метода синхрокольца (см. рис. 9,5), позволяющего улавливать изменения скорости распространения поверхностных волн, соответствующие усилиям растяжения или сжатия с точностью 0,2 Н.

3.Сопоставление скорости распространения волны изгибной деформации в балке Тимошенко со скоростью распространения поверхностных волн Релея (т. е. волн .«изгибной» деформации в полупространстве). По этому методу получается значение К.', зависящее от коэффициента Пуассона (в частности, при (г = 0,3 К'- = 0,86), которое применяется в задачах о низкочастотных колебаниях [102].

Новожилов В. В., Рыбакипа О. Г. Исследование распространения поверхностных трещин при циклических нагружениях.......... 231

Исследование распространения поверхностных трещин при циклических нагружениях / Новожилов В. В., Рыбакина О. Г.— В кн.: Механическая усталость металлов : Материалы VI Междунар. коллоквиума. Киев : Наук, думка, 1983, с. 231—239.

Но если среда имеет граничную поверхность, то по поверхности могут распространяться волны третьего типа, называемые волнами Редея. Эти волны распространяются главным образом по поверхности, проникая внутрь тела лишь на небольшую глубину. Скорость распространения поверхностных волн с3 меньше скоростей волн расширения и сдвига и, как можно показать, зависит только от упругих постоянных материала.