ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Измерение ослабления ультразвука из "Практические вопросы испытания металлов " Ультразвуковой прибор с проградуированным в децибелах усилителем, измерительный кабель, испытательные головки различной частоты, соединительное устройство, миллиметровая бумага. [c.185] Если представить идеальный материал, то звуковое давление испытывает ослабление, которое обусловливается расширением волн. Вместе с тем плоская волна (ближнее поле) не испытывает ослабления звукового давления, в то время как для сферической волны (дальнее поле) звуковое давление уменьшается обратно расстоянию от испытательной головки. [c.185] Для реальных материалов в противоположность этому наблюдается добавочное ослабление (экстинция), которое вызвано поглощением и рассеянием. Поглощение происходит в результате преобразования звуковой энергии в тепло. Это явление вызывается торможением колебания частиц. В процессе быстрого колебания теряется больше энергии, чем при медленном. Это соответствует наблюдающимся фактам уменьшения поглощения пропорционально уменьшению частоты. [c.185] При величинах зерен от 1/1000 до 1/100 длины волны рассеяние не играет роли. Она возрастает, однако, пропорционально третьей степени величины зерна и оказывает при величине зерна порядка 1/10 длины волны влияние, которое в случае анизотропного материала затрудняет исследование. [c.186] Между двумя размерностями имеется зависимость числовое значение в децибелах равно 8,68 числового значения в неперах. [c.186] Коэффициент ослабления целесообразно давать в единицах дБ/м. [c.186] Отношение изменения давления звука подобно отношению соответствующих амплитуд осциллограмм для метода отраженного импульсного сигнала, так что из отношения амплитуд можно определить коэффициент ослабления. С увеличением температуры ослабление, как правило, возрастает, особенно для искусственных материалов. [c.186] Ослабление, особенно рассеяние в материалах, является существенным препятствием для ультразвуковых испытаний, та4 что применение метода часто ограничено. Поэтому представляет большой практический интерес оценка влияния кристаллической структуры на ослабление. Решение этой проблемы затруднено, так как, кроме прямо измеряемых величин, таких как величина зерна и анизотропия, также играют роль свойства границ зерен и внутренние напряжения. Исследование чистого металла или чистого твердого раствора делает ясным влияние как анизотропии, так и величины зерна. Если сравнить две литые пробы из алюминия и латуни с одинаковым размером зерна, то ослабление в сильно анизотропной латуни оказывается много сильнее, чем в алюминии, у которого слабая анизотропия. [c.187] У стали, напротив, в большинстве случаев не имеется простой структуры. Поэтому результаты трудно оценить. На место величины зерна ставится наибольший имеющий место структурный параметр. Выделения на границе зерна тоже оказывают большое влияние на ослабление. Поэтому два образца одного материала и при одинаковой длине волн при испытаниях могут иметь различное рассеяние вследствие различного соотношения границ зерен. [c.187] Константа материала не зависит от величины зерна и анизотропии. Действительное поглощение в кристаллах объясняется, по последним представлениям, поглощающими энергию колебаниями около мест положения дислокаций в решетке. Эта теория объясняет также изменение ослабления в результате растягивающих или сжимающих напряжений. [c.187] Область, для которой D,, Я/3, называют областью рассеяния Релея. [c.188] Для того чтобы уменьшить ослабление при испытании материала, применяется низкая частота. Способ, однако, только тогда надежен, когда наименьшее определяемое дефектное место все-таки еще велико по сравнению с величиной зерна. Дополнительно имеет место физико-геометрически обусловленное рассеивающее влияние. Оно состоит в отклонении от теоретически предполагаемых физико-геометрических условий распространения ультразвуковых волн, например неровность поверхности испытуемого образца или боковое излучение осциллятора через боковой излучающий лепесток. [c.188] Физико-геометрически обусловленное влияние является нежелательной составной частью результатов измерений и должно быть устранено во всех результатах измерений. [c.188] Коэффициент отражения Р зависит от конструкции дефектоскопа, толщины связанного слоя и шероховатости поверхности. [c.189] Для шероховатой пластины R больше, чем для гладкой. Влияние типа испытательной головки менее сказывается для шероховатой платы, чем для гладкой. Путем соединения через пустоту, а также с помощью толстого промежуточного слоя масла достигаются лучшие условия для определения ослабления. Однако этот способ не годится для количественного определения коэффициента ослабления, так как ошибка измерения составляет минимум 2-10 дБ/мм для легких материалов и мелкозернистой стали она составляет от 1 до 3-10 дБ/мм. [c.189] Измерение при непосредственном контакте содержит относительно высокую ненадежность при количественном определении коэффициентов ослабления. [c.190] Участок прохождения, измерение в дальнем поле. При измерении в дальнем поле также можно присоединить объем, заполненный жидкостью, и избежать учета влияния дефектоскопа. [c.190] Частота дефектоскопа, диаметр лучей и толщина пластины должны выбираться так, чтобы многократно отраженный сигнал лежал по возможности дальше позади дальнего поля. [c.190] Путь в воде учитывается только отношением uJu скоростей звука в воде и в испытуемом образце. [c.190] Вернуться к основной статье