ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свойства УЗ колебаний из "Сварка Резка Контроль Справочник Том2 " Затухание УЗ. В вьфажении для плоских УЗ волн, так же и в основном уравнении движения упругой среды, не учитывается ослабление волны, связанное с затуханием УЗ. В реальных средах по причине внутреннего трения, неидеальных упругих свойств и других эффектов затухание УЗ имеет существенное значение. [c.286] Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения 5п и рассеяния 5р, т.е. 5 = 5п + бр. [c.286] При поглощении звуковая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии остается звуковой, но уходит из направленно-распро-страняющейся волны в результате отражений на границах зерен и неоднородностей. [c.286] Поглощение звука в твердых телах обусловливается в основном внутренним трением и теплопроводностью. Поглощение поперечных волн меньше, чем продольных, так как они не связаны с адиабатическими изменениями объема, при которых появляются потери на теплопроводность. Коэффициент поглощения в твердых телах пропорционален /(стекло, биологические ткани, металлы) или (резина, пластмассы). [c.286] В монокристаллах затухание определяется поглощением УЗ. Металлы, применяемые на практике, имеют поликристаллическое строение, и в них обычно затухание определяется прежде всего рассеянием. В кристаллах скорость звука имеет разное значение в зависимости от направления его распространения относительно осей симметрии кристалла. Это явление лазыьдхп упругой анизотропией. [c.286] В куске металла кристаллы ориентированы различным образом, поэтому при переходе УЗ из одного кристалла в другой скорость звука может изменяться в большей или меньшей степени. В результате возникают частичное отражение, преломление и трансформация УЗ, что обусловливает механизм рассеяния (рис. 16.66). [c.286] Особенно велико затухание при X (2,..4) ). Здесь к диффузному рассеянию добавляется поглощение. На рис. 16.67 показано затухание продольной и поперечной волн в зависимости от частоты. [c.286] При X (8...10) ) происходит рассеяние УЗ мелкими зернами и коэффициент 5 пропорционален Df (рэлеево рассеяние). При АО Х 10 ) коэффициент затухания пропорционален произведению Наименьшее затухание будет при X (20... 100)0. Если это условие вьшолняется, то можно контролировать изделия толщиной 8... 10 м. [c.286] Значение 5 в большой мере определяет частоту УЗ колебаний. С одной стороны, с увеличением частоты возрастает амплитуда сигнала вследствие ул) шения направленности излучения, а с другой, уменьшается амплитуда сигнала из-за увеличения затухания. [c.286] В случае падения поперечной волны на границу раздела сред возможен случай, когда продольная отраженная волна отсутствует (см. рис. 16.69, в). Угол, при котором выполняется это условие, называют третьим критическим Pup3 = ar sin с, / i. Для стали он равен 33°30. [c.287] Эффективность преломления определяется отношением скоростей прошедшей и падающей волн п = Слр Спад, называемым коэффициентом преломления. Чем больше п, тем сильнее преломляется падающий луч, поэтому прошедшая продольная волна преломляется значительнее, чем поперечная. [c.287] Если перевести в проценты, то давление в отраженной волне составляет 93,7 %, а в прошедшей 6,3 % давления в падающей волне. Знак - означает, что фаза отраженной волны меняется на противоположную по отношению к фазе падающей волны (рис. 16.70, а). [c.288] Если волна падает из воды, то в формулах меняются местами 21 и 2, поэтому оказывается Кр - +0,937, Вр = 1,937. Так как Кр положительно, падающая и отраженная волны имеют одинаковые фазы. Давление в прошедшей волне почти в 2 раза больше, чем в падающей (см. рис. 16.70, 5). [c.288] Из формулы (16.17) видно, что чем больше отличаются акустические сопротивления сред, тем большая часть энергии звуковой волны отразится от границы раздела двух сред. Этим условием определяются и возможность, и эффективность выявления нарушений сплошности материала (включений среды с акустическим сопротивлением, отличающимся от сопротивления контролируемого материала). [c.288] Ниже приведены коэффициенты отражения по интенсивности К (в %) продольной волны на границе между сталью и некоторыми средами, заполняющими полости дефектов сварки. [c.288] Отсюда видно, что шлаковые включения будут выявляться гораздо хуже дефектов таких же размеров, но с воздушным заполнением. Приведенные значения справедливы для несплошностей, размеры которых намного больше длины волны. Если же размеры несплошно-сти в направлении, перпендикулярном к УЗ лучу, значительно меньше длины волны, то волны огибают несплошность без существенного отражения. Для получения заметного отражения достаточно, чтобы размеры ее были соизмеримы с длиной волны. [c.288] Из приведенного выражения видно, что, если 5 — 2 / 2, то сХ 2п5 / Я-2 — 00 и 0. В тех случаях, когда 5 Л.2 / 4, 2п5 /Х2— 0. [c.289] Вернуться к основной статье