ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поверхностная волна Стоунли из "Гармонические колебания и волны в упругих телах " Наличие вещественных корней в этом уравнении является указанием на возможность существования волны Стоунли для данной пары материалов. [c.71] По аналогии с волной Рэлея изучалось также влияние коэффициентов Пуассона контактирующих сред на величину скорости волны Стоунли. Оказалось, что коэффициент Пуассона более плотной среды очень сильно влияет как на величину st, так и на само существование корня в (6.3), в то время как влияние коэффициента Пуассона менее плотности среды мало. [c.72] Большое число конкретных расчетов для различных комбинаций контактирующих материалов позволяют критерий Гоголадзе дополнить некоторыми практическими рекомендациями. Одним из практических критериев для оценки возможности существования корня в уравнении (6.3) есть близкое значение скоростей сдвиговых волн в полупространствах [246]. [c.72] Интересная особенность области существования волны Стоунли заключается в чрезвычайно узком диапазоне для постоянных материала, если только соотношение плотностей значительно не превосходит единицу. На рис. 26, б это показано для значений Vi = = V2= 0,2 [277], однако и в этом случае граница области существования (линии А и В) остается малочувствительной к изменению величин V] и Va при 0,8 - 1,2. [c.73] В табл. 4 [157, 246] приведены значения скорости волн Стоунли для различных металлов в отношении к наименьшей из двух сдвиговых скоростей. Для получения данных табл. 4 было рассмотрено около 900 комбинаций пар металлов, из которых только 30 оказались удачными с точки зрения существования волны Стоунли. Несмотря на это, в настоящее время волны Стоунли находят применение в неразрушающих испытаниях [18, 210]. Особенно они удобны при определении полноты контакта между различными металлами. [c.73] Непосредственным подсчетом значений S ( s) легко проверить, что для многих пар материалов поверхностная волна типа Стоунли в условиях скользящего контакта существует, что указывает на значительное расширение допустимых классов материалов по сравнению G обычной волной Стоунли. [c.75] Когда одно из полупространств является идеальной сжимаемой жидкостью, поверхностная волна существует всегда. Пример пары золото — вольфрам, для которой волна типа Стоунли при условии скользящего контакта не существует, свидетельствует о том, что в случае упругих полупространств волновая картина значительно сложнее, чем при контакте упругого полупространства с идеальной жидкостью. [c.75] Распространение волны вблизи поверхности контакта связано G направленным переносом энергии. Анализ величины потоков энергии в каждом материале может помочь составить представление о степени вовлеченности в волновой процесс каждого из контактирующих полупространств. [c.76] Для анализа распределения общего потока энергии в волне Стоунли между полупространствами рассмотрим два конкретных примера. [c.76] Скорость волны Стоунли st = 2769 — для жесткого контакта и st = 2765 для скользящего. [c.77] Зависимость компонентов векторов смещений в полупространствах от безразмерной координаты г /Ядля жесткого (сплошные линии) и скользящего (штриховые линии) случаев представлены на рис. 27. [c.77] При полном сцеплении распределение смещений в более жестком материале (вольфрам) подобно картине смещений в рэлеевской волне для свободного полупространства. Особенности распределения смещений в алюминиевом полупространстве (плавное убывание и , отсутствие перемены знака ы ) делают этот график похожим на аналогичную схему для идеальной сжимаемой жидкости, находящейся в контакте с упругим телом. Вместе о тем здесь наблюдаются и существенные различия — в случае жидкости поверхностная волна локализована в относительно толстом слое жидкости, в котором переносится почти вся энергия. Из подсчета же согласно формуле (6.11) с учетом (6.2) и (6.9) количества энергии для пары алюминий — вольфрам следует, что в алюминии в случае жесткого контакта переносится лишь 7% общей энергии поверхностной волны. [c.77] Изменение типа условий сопряжения приводит к изменению характера распределения смещений в алюминиевом полупространстве и оставляет без изменения кинематику движения в вольфраме. При этом в алюминии распределение смещений также становится похожим на их распределение в волне Рэлея (см. рис. 16). Однако это не приводит к заметному увеличению количества энергии в данном полупространстве. Ослабление связи между средами привело лишь к небольшому увеличению количества энергии, переносимой в более мягкой среде. Теперь в алюминии сосредоточено около 9% общей энергии поверхностной волны. [c.78] Можно сказать, что в обоих случаях алюминий (менее жесткое полупространство) только обеспечивает существование поверхностной волны, перенося сравнительно малую долю энергии. В определенной мере это связано с достаточно большим отличием в жесткост-ных свойствах материалов (g = 5,86) и по крайней мере в условиях жесткого контакта (равенств де маций) представляется довольно естественным. В данном примере волна Стоунлн характеризуется весьма сильной локализацией для обоих типов условий сопряжения. [c.78] Для скользящего контакта, как видно из рнс. 28, кинематические характеристики в обоих полупространствах одинаковы. Поэтому распределение энергии в поверхностной волне в данном случае определяется практически соотношением жесткостей. В более жестком (стальном) полупространстве переносится 67% общей энергии. [c.79] Вернуться к основной статье