ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЧАСТЬ А ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ Звуковые волны в свободном пространстве из "Ультразвуковой контроль материалов " В четвертом издании удалось внести лишь незначительные дополнения по сравнению с третьим, а предлагаемое пятое издание было в значительной своей части составлено полностью заново. Требовалось учесть отрезок времени в десять лет-— время, за которое фундаментальные исследования продвинулись далеко вперед, что позволило разработать новые процессы. С другой стороны, и применение методов контроля, особенно в областях с высокой ответственностью (в ядерных реакторах), значительно расширилось по сравнению с тем, что было 10 лет назад. Разумеется, нельзя было также не использовать громадные достижения в микроэлектронике. [c.12] Таким образом, объем материала существенно увеличился, причем опустить как устаревшее удалось лишь очень немногое. При изложении основ было уделено больше места волнам дифракции и волнам ползучести, головным волнам, а также их возникновению, поскольку они все шире применяются как новое практическое средство взамен свободных волн. При описании приборов было уделено гораздо больше места электронной обработке информации, а способам контроля с получением изображения была посвящена отдельная глава. Прежде эти способы применялись преимущественно в медицине, откуда и началось их развитие, но теперь они уже приобрели серьезное значение и при испытании материалов. [c.12] При постановке задач по испытаниям в части Г учтены высокие требования к безопасности в ядерных реакторах, вследствие чего и поковки для электростанций пришлось рассмотреть гораздо более подробно. С новыми материалами для авиации и космонавтики тоже возникают свои проблемы контроля, тогда как для старых задач приходится искать новые решения. Международная стандартизация расширилась практически до необозримых масштабов, так что можно было включить только самые важнейшие дополнения. [c.12] Следует сделать несколько замечаний по частому употреблению английских выражений. Главным образом ввиду тесных связей между испытанием материалов и современной электроникой эту тенденцию остановить нельзя. К тому же на международных конференциях официальным языком, как правило, является английский. Удивительную способность этого языка находить краткие и меткие выражения для новых понятий нельзя не считать полезной. Например, термин групповой излучатель с фазовым управлением по-английски звучит просто phased array . Составители стремились избежать односторонности и при введении нового термина иногда дополнительно приводили в скобках английское наименование. В ряде случаев впоследствии употреблялось и одно английское наименование, но только если немецкий термин был слишком громоздким. Составители однако не отказывались и от создания новых немецких терминов, как это они делали в прошлом с успехом и довольно часто. [c.13] Особо следует поблагодарить издательство, выразившее понимание причин задержки сдачи готовой рукописи в связи с увеличившимся объемом. [c.13] Учение о звуке — акустика — описывает процессы механических колебаний и их распространение в твердых, жидких или газообразных веществах. В пустом пространстве не может быть звука, потому что пет материальных частиц — проводников колебаний — в противоположность, например, световым или высокочастотным колебаниям, при которых колеблется электрическое и магнитное состояние пространства самого по себе. Звуковая волна в воздухе выводит небольшой объем воздуха из состояния покоя и перемещает его возвратно-поступательно, тогда как световая волна не влияет на характер движения пространства. [c.14] По аналогии с тем как в области световых волн, уже не воспринимаемых нашим глазом, повышенные частоты называют ультрафиолетовым излучением, звуковые волны с частотой более 20 000 Гц (20 кГц) называют ультразвуком. В соответствии с этим для звуковых частот ниже 10 Гц предложено наименование инфразвук. Это разделение произвольно привязано к особенностям человеческого уха. Прн других методах обнаружения и получения звука будут совершенно другие пределы. [c.14] Ультразвуковые волны встречаются в природе и в обыденной жизни довольно часто и иногда имеют такую интенсивность, что отсутствие дополнительной нагрузки от них на человеческое ухо можно считать за счастье таков, например, шум от паровых гудков и турбин авиационных двигателей. Вращающийся шлифовальный круг при обработке деталей излучает кроме слышимого шума еще и интенсивные ультразвуковые волиы, причем в области высоких частот, используемых для испытаний материалов, а именно примерно от 100 кГц до 10 МГц и более. [c.14] В технике энергию звуковых волн используют, например, для выбрасывания частиц грязи из волокон ткани при стирке, для отделения посторонних частиц от поверхности изделия при очистке, для преодоления сил поверхностного натяжения при эмульгировании, для перемешивания и для многих других целей как механическую энергию. [c.15] Для выявления механических свойств какого-либо вещества (материала) механический метод является прямым и наиболее естественным. Чтобы выявить трещину в оси, можно нагружать эту ось на растяжение или изгиб до тех пор, пока трещина не вызовет разрушения. Это, однако, будет разрушающим способом испытания. Напротив, звук и ультразвук позволяют применить неразрушающие способы контроля, при которых хотя тоже действуют механические силы, но эти силы растяжения, сжатия, среза или изгиба настолько малы, что они не вызывают повреждения материала. [c.15] Теперь эта старая техника контроля по анализу звучания возрождается применительно к самым современным материалам — пластмассам, композиционным материалам и материалам, армированным волокном, разумеется с привлечением современных электронных вспомогательных средств. [c.16] Вернуться к основной статье