Внутренней структурой

Теперь система может встраивать такие образования как единичные элементы, и их можно рассматривать, не беспокоясь об их сложной внутренней структуре, а учитывать лишь функциональность. Таким образом, формируется первая ступень иерархии. Очевидно, что подобный процесс может происходить и далее, причем число вариантов перебора будет неуклонно падать, и система все же придет к оптимальной структуре, которой она навряд ли смогла достичь без использования принципа закрепления наиболее ценных связей между элементами. Эта связь наиболее ярко прослеживается в живых организмах. Анализ иерархических структур в биологии, выполненный Г.П. Гладышевым, приведен в главе 1.

Переносное намагничивающее устройство (НУ), расположенное у поверхности объекта контроля,намагничивает его, в результате чего создается поверхностный магнитный рельеф, несущий информацию о внутренней структуре металла оборудования.

Процесс нагружения изделия происходит значительно медленнее, чем распространение упругого импульса в объекте. При этом внутренние напряжения в изделии распределяются неравномерно, поскольку по конструкции и внутренней структуре объекты нагружения всегда неоднородны. В некоторой области твердого тела локальные напряжения достигают предельного значения и возникает разрыв внутренних связей. В результате происходит снятие (релаксация) напряжения в этой области. Накопленная здесь энергия быстро выделяется и определенная доля ее излучается в виде упругого импульса — сигнала АЭ. Существует ряд теорий — моделей АЭ, — уточняющих и детализирующих этот процесс.

3. Все тела по своему строению предполагаются сплошными, не имеющими во внутренней структуре трещин или других дефектов.

Переносное намагничивающее устройство (НУ), расположенное у поверхности объекта контроля,намагничивает его, в результате чего создается поверхностный магнитный рельеф, несущий информацию о внутренней структуре металла оборудования.

5. Информация о внутренней структуре, дефектах и геометрии содержится в большом числе параметров полезного СВЧ сигнала: амплитуде, фазе, коэффициенте поляризации, частоте и т. д.

Информация о внутренней структуре содержится в амплитуде, фазе и характере поляризации отраженной или прошедшей волны. В зависимости от свойств изделия и характера имеющихся в них структурных элементов применяются амплитудный, фазовый или поляризационный методы.

Информацию о внутренней структуре можно использовать как для дефектоскопии промышленных изделий на различных стадиях их производства, так и для контроля технологического процесса, а также при создании изделий с заданной или оптимальной структурой.

Радиополяризационный метод лри-меняется для исследования остаточных напряжений, напряженно-деформированного состояния, неоднородной поляризации изделий из пьезокера-мики и текстур. Текстура — организованная структура, образующаяся .яря формировании промышленных изделий. Неправильно сформированная текстура является причиной растрескивания изделий из керамики при обжиге, появления остаточных напряжений, плохого качества изделий в целом. Применение просветляющих покрытий, дифракционных решеток и экранов при диагностике изделий С большим коэффициентом отражения (пьезокерамика, сегнетоэлектрики) способствует получению качественной информации об их внутренней структуре.

Принцип работы такой аппаратуры заключается в следующем (см. рис. 37) Энергия СВЧ от клистронного генератора 2 подается на коммутатор, выполненный в виде вращающегося сочленения, и последовательно во все каналы. Пройдя накладную излучающую антенну 5, сигнал излучается в пространство, проходит сквозь контролируемый объект и попадает в накладную приемную антенну 7, а затем в основную приемную антенну 8. Приемная антенна выполнена идентично передающей антенне. В ней имеется коммутатор СВЧ, который в той же последовательности, что и передающая антенна, коммутирует каналы и подает их на детекторную секцию 9, выделяющую низкочастотный сигнал, несущий информацию о внутренней структуре контролируемого объекта. С детекторной секции сигнал подается на линейный усилитель блока усиления и индикации 10, в котором он обрабатывается и передается на модулятор осциллографи-ческой трубки 11, для модуляции электронного потока. Одновременно с этим на отклоняющие пластины осциллографической трубки подают соответствующие напряжения, обеспечивающие получение растра. Это достигается тем, что на вход осциллографа «X» подается запускающий импульс в то время, как осциллограф находится в режиме ждущей развертки. На вход «Y» подается напряжение с датчика кадровой синхронизации 13, который установлен на системе линейного перемещения 15, обеспечивающей перемещение антенн относительно объекта контроля, либо наоборот. При наличии напряжений и сигналов на экране осциллографа получается яркостная или аксонометрическая картина. В приборе заложена возможность индицировать на экране осциллографа амплитудное распределение по любой строке.

Тем не менее при тщательном учете этих явлений на1 этапе проектирования аппаратуры и ее применения в ПРВТ удается достичь точности реконструкции, ограниченной лишь квантовой природой рентгеновского излучения, используемого для получения информации о внутренней структуре объекта.

Так как любой материал обладает более или менее развитой внутренней структурой, он рассматривается как иерархически организованная структурно-неоднородная среда. Разрушение рассматривается как последняя завершающая стадия эволюции внутренней структуры материала, когда единственным способом диссипации подводимой к материалу энергии остается образование не-сшюшностей разных масштабов.

Однако доля потенциала несущей способности позвоночника обусловлена внутренней структурой элементов его сегментов, характеризуемой сочетанием как компактных, так и пористо-проницаемых, содержащих жидкость, деформируемых сред. Отсюда вытекает высокая степень адаптируемости к условиям существования и сопротивляемость системы «позвонок — межпозвоночный диск — позвонок» при высоких перегрузках. Она обусловлена «вводом» в действие при пороговых условиях «насосного» механизма, поглощающего интенсивно значительное количество энергии при перегрузках за счет диссипа-тивного структурообразования в трабекулярном пространстве изолированного позвонка.

Так как полиморфные модификации вещества отличаются внутренней структурой, то свойства их различны. Полиморфное превращение часто наблюдается и в сплавах на основе указанных выше металлов. Явление полиморфизма имеет большое практическое значение при обработке металлов и сплавов, например для сплавов железа с углеродом.

При просвечивании рентгеновским .излучением трехмерного контролируемого изделия со сложной внутренней структурой информация об этой структуре может быть восстановлена по пространственному распределению интенсивности и спектрального состава рентгеновского излучения, прошедшего сквозь изделие.

Величина предела пространственного разрешения в ПРВТ наиболее существенна при контроле изделий со сложной внутренней структурой.

открытия рентгеновских лучей. При контроле изделий традиционным рентгеновским методом, основанным на принципе теневого .просвечивания с воспроизведением на пленке или экране двухмерной проекции трехмерного объекта, невозможно выявить дефекты в изделиях со сложной геометрией и внутренней структурой. На изображение дефекта накладываются тени от других элементов объекта, высок фон рассеянного излучения, мала разрешающая способность по радиационной плотности материала.

При достаточном сближении частиц между ними возникают силы взаимодействия. Независимо от природы этих сил, общий характер их остается одинаковым (рис. 1.1, а): на относительно больших расстояниях возникают силы притяжения Fnp, увеличивающиеся с уменьшением расстояния между частицами г (кривая /); на небольших расстояниях возникают силы отталкивания FOT, которые с уменьшением г увеличиваются значительно быстрее, чем Fnp (кривая 2). Так, для ионных кристаллов Fnp со 1/r2, a .FOT со 1/г8. На расстоянии г = г0 силы отталкивания уравновешивают силы притяжения и результирующая сила F обращается в нуль (кривая 3). Так как F = — дИ/дг, где U — энергия взаимодействия частиц, то при г = г0 величина U достигает минимального значения, равного — UCB (рис. 1.1, б). Поэтому состояние частиц, сближенных на расстояние г0, является состоянием устойчивого равновесия, вследствие чего под влиянием сил взаимодействия частицы должны были бы выстраиваться в строгом порядке на расстоянии г0 друг от друга, образуя тело с правильной внутренней структурой.

Со структурной точки зрения эти три состояния вещества различаются порядком расположения частиц друг относительно друга — своей внутренней структурой.

Значительно более заманчивым является использование левой ветви этой кривой, отвечающей получению бездефектных кристаллов. В настоящее время в этом направлении сделаны первые шаги — получены тонкие нитевидные кристаллы, обладающие ~почти идеальной внутренней структурой. Их называют часто «усами». Толщина усов колеблется обычно от 0,05 до 2 мкм, длина — от 2—3 мм до 10 мм. Замечательным свойством таких кристаллов является исключительно высокая прочность, близкая к теоретической величине. Так, у нитевидных кристаллов железа предел прочности оказался равным 1,3 • 1010 Н/м2 (1300 кгс/мм2), у меди 0,3 • 1010 Н/м2 {300 кгсм/см'2) и т. д., в то время как обычные кристаллы этих металлов обладают пределом прочности, равным соответственно 3 . 108 Н/м2 (30 кгс/мм2) у железа и 2,6 • 10е Н/м2 (25 кгс/мм2) у меди. Упругая деформация у нитевидных кристаллов достигает нескольких процентов; по достижении этой деформации кристаллы хрупко разрушаются. Напомним, что у обычных кристаллов уже при деформации в сотые доли процентов начинается заметное пластическое течение. Это свидетельствует о том, что у нитевидных кристаллов из-за отсутствия дислокаций сдвиг по плоскостям скольжения протекает в форме жесткого смещения одной части решетки относительно другой с преодолением связи одновременно у всех атомов плоскости скольжения. Необычно высокая упругая деформация «усов» обусловлена отсутствием легко подвижных дислокаций, которые у обычных кристаллов вызывают пластическую деформацию уже при очень низких напряжениях.

Функция р (1 —р) имеет максимум при р = 1/2, т. е. при равном содержании в сплаве обоих компонентов (штриховая линия на. рис. 7.7, г). Если, однако, сплавляемые металлы при определенном соотношении компонентов образуют соединение с упорядоченной внутренней структурой, то периодичность решетки восстанавливается (рис. 7.7, в) и сопротивление, обусловленное рассеянием нэ примесях, практически полностью исчезает. Для сплавов меди с золотом это имеет место при соотношениях компонентов, отвечающих стехиометрическим составам Си3Аи и CuAu (сплошная кривая на рис. 7.7, г). Это является убедительным подтверждением квантовой теории электропроводности, согласно которой причиной электрического 'сопротивления твердых тел является не столкновение свободных электронов с атомами решетки, а рассеяние их на дефектах решетки, вызывающих нарушение периодичности потенциала. Идеально правильная, бездефектная решетка, имеющая строго периодический потенциал, не способна рассеивать свободные носители заряда и поэтому должна обладать нулевым сопротивлением. Укажем, что это не явление сверхпроводимости, о котором будет идти-речь далее, а естественное поведение всех абсолютно чистых металлов при предельно низких температурах, вытекающее из квантовой природы их электрического сопротивления.

Согласно определению, приведенному в работе [45 ], методикой называется совокупность методов прогнозирования, специальных теорий и вспомогательных приемов, предназначенных для последовательного, системного" изучения закономерностей развития анализируемого объекта и последующей комплексной разработки научно достоверного прогноза, отличающихся наличием понятийного аппарата и органически единой внутренней структурой.