Колебания ультразвуковые длина волны

При исследовании упругих свойств подобных стеклопластиков весьма важен выбор оптимальной частоты. На основании многочисленных экспериментов установлено, что указанные стеклопластики могут иметь локальную ориентацию волокна, т. е. зоны, в которых волокна, соединяясь с другими волокнами, образуют направленную структуру. Как правило, такие зоны не превышают размера, равного длине волокна. При исследовании образцов из таких стеклопластиков на высоких ультразвуковых частотах (выше 1 мгц) с длиной волны 0,6—3 мм в некоторых образцах наблюдалось явление распространения упругой волны по стекловолокну со скоростью 4900—5100 м/сек, причем скорость в остальных образцах составляла 2800—3200 м/сек. Это явление наблюдалось во всех типах стеклопластиков, кроме СНК-227. При снижении частоты до 40—60 кгц это явление полностью исчезало. Кроме того, статистические испытания образцов с высокой скоростью не дали такого заметного увеличения модуля упругости. Все это говорит о том, что скорость упругих колебаний с длиной волны, соизмеримой с размерами пряди, может дать неправильное значение модуля упругости. [c.104]

Частота ультразвуковых колебаний определяет длину волны. Ее значение необходимо знать при использовании АРД-диаграмм. Наилучшие результаты измерения частоты f достигаются при использовании спектрального анализатора типа С4-25. [c.107]

Акустические методы основаны на применении ультразвуковых колебаний с частотой 0,5—5 МГц и на замере времени прохождения ультразвуком расстояния от одной до другой поверхности отливок. Основные характеристики ультразвуковых колебаний частота /, длина волны / и скорость распространения в среде V — связаны между собой соотношением 1= vil, причем для чугуна связь между f и I выражается следующими данными [c.692]

Продольный разрез ультразвукового излучателя, использующего объемную магнито-стрикцию, изображен на фиг 42. В сосуде помещается смесь изолирующего масла и карбонильного железа в эту смесь утоплена возбуждающая обмотка, причем таким образом, чтобы магнитные силовые линии пронизывали возможно большее число частиц железа. Для выхода звуковых волн в соответствующем месте сосуда имеется окно, выполненное из металлической фольги или из пластинки толщиной Х/2 в последнем случае пропускание звука максимально для колебаний с длиной волны X, Недостатком излучателей, использующих объемную магнитострикцию, является потреб- [c.50]

Сигнализация в воздухе с помощью ультразвуков. Сигнализация в воздухе обычно производится при очень низких частотах ультразвуковых колебаний порядка 20—30 кгц, так как более высокие частоты сильно поглощаются. Этим колебаниям соответствует длина волн в пределах от 1 до 2 см. Ультразвуковые колебания в этом случае генерируются свистками, приводимыми в действие либо вдуванием воздуха изо рта, либо сжатым воздухом или газом. Они также могут работать и от вакуума. [c.148]

Основные физические закономерности, свойственные звуку, полностью применимы и для ультразвуковых волн. Наряду с этим малая длина ультразвуковых волн обусловливает и некоторые особые явления, несвойственные волнам звукового диапазона. Направленность излучения звука зависит от соотношения между размерами излучателя и длиной волны (см. 62). Чем меньше длина волны по сравнению с размерами излучателя, тем больше направленность излучения звука. С уменьшением длины волны, кроме того уменьшается также и роль дифракции в процессе распространения волн (см. 57). Поэтому ультразвуковые волны, имеющие сравнительно малую длину волны, могут быть получены в виде узких направленных пучков. В воздухе ультразвуковые волны весьма сильно затухают. Вода по своим акустическим свойствам резко отличается от воздуха. Акустическое сопротивление воды почти в 3500 раз больше, чем воздуха. Следовательно, при одинаковом звуковом давлении скорость колебания частиц воздуха в 3500 раз больше, чем частиц воды. Кинематическая вязкость воды значительно меньше, чем воздуха. Поэтому ультразвуковые волны в воде поглощаются примерно в 1000 раз слабее, чем в воздухе. Этим и объясняется то, что направленные пучки ультразвуковых волн находят широкое применение в гидроакустике для целей сигнализации и гидролокации под водой. Отметим, что использовать для этой же цели электромагнитные волны невозможно, так как их поглощение в воде очень велико. Таким образом, ультразвуковые волны являются, по-существу, единственным видом волнового процесса, который может распространяться с относительно малым поглощением в водной среде. [c.243]

Бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляют с помощью интерферометра [39]. Луч лазера 1 (рис. 1.39) расщепляется полупрозрачным зеркалом 2 на два луча они отражаются от неподвижного зеркала 3 и изделия 4, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи принимаются фотоумножителем 5. Разность хода лучей в плечах интерферометра равна нечетному числу четвертей световых волн. Длина волны выбирается довольно большой (6,328-10 м от гелий-неонового лазера). Косинусоидальный закон изменения интенсивности интерферирующих лучей при колебаниях поверхности изделия аппроксимируется линейной зависимостью при амплитуде до 3-10" м. [c.68]

Для приготовления смазочно-охлаждающих эмульсий и очистки ионитов разработаны ультразвуковые установки проходного типа (рис. 8.17), состоящие из колонны 2 со встроенными в оппозиции магнитострикторами 1, сдвинутыми на четверть длины волны изгибных колебаний излучателей. [c.235]

Чувствительность дефектоскопа падает при контроле металла, имеющего хотя бы только зональное крупное зерно тогда может исчезнуть донный сигнал и единичные крупные зерна принимают за несплошности, что мол<ет привести к неправильной забраковке изделия. Это относится также к сварным швам и околошовной зоне с крупнозернистым металлом. При прозвучивании проката и штамповок, в которых внутренние дефекты (включения) очень часто сильно деформированы, при очень малой толщине их в направлении ультразвукового пучка лучей необходимо повышать частоту колебаний, т. е. уменьшать длину волны. [c.447]

Адиабатический модуль объемной упругости можно определить путем измерения скорости распространения ультразвука. Применяются три метода. При первом из них используют ультразвуковые интерферометры. Испытательный прибор сконструирован таким образом, что источник отраженных волн может перемещаться. Отраженные волны могут совпадать и не совпадать по фазе с падающими волнами, следствием чего бу- дут максимумы и минимумы на кривых, вычерчиваемых самописцем микроамперметра. Таким путем можно непосредственно определить длину волны, а по частоте генератора колебаний, которая известна, рассчитать скорость распространения ультразвука. Второй, импульсный, метод заключается в пропускании коротких импульсов ультразвуковых волн от кварцевого кристалла через жидкость к отражателю и обратно к первому [c.115]

Физические основы метода. Ультразвуком называются колебания с частотой более 20 ООО гц находятся за пределами слышимости человеческого уха). Для ультразвуковой дефектоскопии применяются ультразвуки частотой от 10 до 100 Мгц, получаемые искусственным путем. При таких частотах длина волны ультразвука, проходящего через металл, составляет от 0,5 до 30 мм и становится соизмеримой с размерами дефектов. [c.373]

Важными характеристиками ультразвуковых колебаний являются частота, амплитуда, скорость распространения и интенсивность [ 294, 295]. Скорость распространения волны связана с длиной волны и частотой соотношением [c.84]

Между длиной / и диаметром образца d должно быть соотношение / rf, а между диаметром образца d и длиной волны ультразвуковых колебаний X — d> 0,34 X. [c.93]

Протяженность ближней зоны прямо пропорциональна квадрату диаметра излучателя и обратно пропорциональна длине волны. Половина угла раствора конуса, в котором почти полностью концентрируется генерируемая излучателем энергия, может быть определена из соотношения sin 0=1,22 л/Д, где 0 — угол между осью пучка ультразвуковых колебаний и крайним лучом. Чем больше диаметр излучателя и частота упругих волн, тем выше направленность пучка лучей. При диаметре излучателя, большем длины волны, энергия концентрируется преимущественно вдоль нормали к излучающей поверхности [9]. [c.118]

До сравнительно недавнего времени звуковые колебания одноатомного газа изучались в гидродинамическом приближении. Однако такое рассмотрение справедливо лишь для длин волн, значительно больших длины свободного пробега молекул, или для частот, много меньших частоты столкновения молекул. Для описания высокочастотных (ультразвуковых) колебаний в широком диапазоне частот необходимо исходить из линеаризированного уравнения Больцмана [c.310]

Для контроля важна f — рабочая частота ультразвуковых колебаний =С1К (где С — скорость, К — длина волны звука в контролируемом изделии). [c.62]

Распространение акустической ультразвуковой волны в материале происходит с определенной постоянной скоростью С, определяемой свойствами среды (следует отличать скорость ультразвуковой волны С от скорости колебания упругих частиц V, которая зависит от фазы колебаний). Распространение волны сопровождается образованием в материале зон, в которых частицы находятся в одинаковом колебательном состоянии (фазе). Минимальное расстояние между такими зонами называют длиной волны X. Величина X связана со скоростью распространения С и частотой колебаний / выражением [c.140]

В ряде случаев режуш,им инструментом трудно подобраться к месту обработки. С этой целью в колебательных системах волновод стали делать изогнутым. Опыт показал, что если радиус достаточно мал по сравнению с длиной волны, то без существенного ущерба для производительности резания изгиб может быть сделан достаточно крутым (даже под углом 90°). Это использовали при проектировании многошпиндельных ультразвуковых агрегатов с одним преобразователем и несколькими волноводами, передающими энергию упругих колебаний разным инструментам, обрабатывающим детали, закрепленные на независимых предметных столиках. [c.118]

Основное отличие ультразвукового спектрального от обычного многочастотного метода состоит в том, что в изделие излучают ультразвуковые колебания в широкой полосе частот, без искажения принимают отраженные от дефекта эхо-сигналы и анализируют спектр этих сигналов. Поскольку спектр зависит от формы и ориентации дефекта к направлению озвучивания и от соотношения размера дефекта к длине волны, то, исследуя огибающую спектра, можно в значительной степени повысить получаемую информацию о дефекте. [c.197]

Расхождение между экспериментом и теорией появляется также в задачах о колебаниях, при распространении волн и при вынужденных высокочастотных (ультразвуковые) колебаниях. Это происходит из-за того, что при высокочастотных колебаниях и достаточно малых длинах волн неизбежно сказывается влияние микроструктуры материала. [c.797]

Частота упругих волн, слышимых человеческим ухом, находится в пределах 16—2- 10 гц. Упругие колебания с частотой свыше 2 10 гц называются ультразвуком. По своей природе ультразвуковые волны не отличаются от слышимых звуковых волн. Но благодаря большим частотам, а следовательно, малым длинам волн они обладают рядом особенностей и создают своеобразный эффект на трущейся поверхности. [c.60]

По своей природе ультразвуковые волны ничем не отличаются от звуковых волн. Однако благодаря большим частотам и, следовательно, малым длинам волн они обладают рядом особенностей. В настоящее время удаётся получать ультразвук с частотой колебаний до нескольких сот миллионов герц, что соответствует длине волны в воздухе см, т. е. величине такого же порядка, как длина световой волны. [c.161]

Эти фотографии дают наглядную физическую картину распространения волн мы видим на них наиболее типичные явления, характерные для волнового движения,— дифракцию, рассеяние, интерференцию, основные геометрические законы при падении и отражении волн от препятствий. Кроме того, зная частоту колебаний кварцевой пластинки, служащей излучателем ультразвуковых волн, и измеряя на фотографии расстояния между соседними сгущениями или разрежениями, т. е. длину волны ультразвука, легко определить скорость распространения ультразвука в жидкости. На рис. 179 приведена фотография ультразвуковых волн, излучаемых в вазелиновое масло кварцевой пластинкой толщиной 2 мм на своей [c.283]

По фотографиям ультразвуковых волн в прозрачных твёрдых телах, а также из наблюдений дифракции света на ультразвуковой решётке можно, как об этом мы говорили раньше, определить длину волны ультразвука и, зная частоту колебаний, найти скорость распространения ультразвуковых воли. Поскольку плотность образца известна, можно далее весьма точно вычислить модуль Юнга этого образца. [c.385]

Как указывалось, с повышение.м частоты ультразвуковых колебаний (уменьшением длины волны) луч становится более направленным. Однако при этом повышается и рассеяние ультразвука. Так, например, частоту УЗК в 5 Мгц можно применить для конгроля сварных швов толщиной не более 12 мм 242 [c.242]

Как указывалось, вдали от излучателя невозможно получить узкий, нерасходя-щийся пучок волн, поперечные размеры которого сравнимы с длиной волны. Между тем как с точки зрения использования звуковой энергии (передачи звуковых сигналов на большие расстояния), так и для решения ряда специальных задач иногда необходимо получать возможно более узкие пучки звуковых волн. Осуществить это можно, только применяя достаточно короткие акустические волны, лежащие за верхней границей слышимости уха человека. Такие ультразвуковые волны, или ультразвуки, не только позволяют решить указанную важную задачу прикладно11 акустики, но представляют интерес и с других точек зрения. Все сказанное выше об акустических волнах и акустических приборах остается в общем справедливым и для ультразвуков, но малые длины волн и соответственно высокие частоты колебаний придают особые черты всей этой области явлений. [c.743]

Рассматривая основные типы структур ортотропных ПКМ, нетрудно убедиться, что все они являются комбинацией укладки однонаправленного слоя. Поэтому изучение ОС представляет значительный интерес для количественной оценки параметров структуры других типов ПКМ. Рассмотрим основные предпосылки распространения упругих волн в подобной среде. Следует допустить, что данная среда в отношении низкочастотных ультразвуковых упругих колебаний (20—200 кГц) является однородной, так как длина волны ультразвуковых колебаний (УЗК) значительно больше размеров поперечного сечения волокна. Согласно принципу Гюйгенса, каждую точку заданного фронта волны, распространяющейся в ортотропной среде в момент времени можно представить в виде элементарного источника колебаний. Положение фронта волны в момент tg dt может быть представлено огибающей с радиусами волновых фронтов от элементарных источников (точек среды), равными и, dt. [c.113]

Ультразвуковой метод очистки высокоэффективен, экономичен и устраняет возможность порчи деталей при их промывке. При этом методе детали погружают в моющий раствор, в котором возбуждаются ультразвуновые колебания. Так как силы, действующие на частицы загрязнений, более или менее равномерно распределены по всему объему моющего раствора, очищаются самые незначительные поры, трещины, углубления и отверстия даже в деталях очень сложной конфигурации. Для эффективного моющего действия необходимо, чтобы ультразвуковые колебания в моющем растворе могли свободно проникать в отверстия и углубления небольших размеров, что будет иметь место при определенном соотношении между размерами d и длиной волны ультразвука X <С d, т. е. для очистки малых отверстий необходимо применять высокие частоты колебаний. В качестве моющих растворов чаще всего применяют воду, трихлорэтилен и керосин. [c.878]

К неразрушающим методам контроля относят визуальный осмотр, простукивание, тепловой, оптический, электрический, радиоволновый, радиационный, контроль проникающими веществами, ультразвуковой контроль. Наибольшее распространение получил последний метод, основанный на измерении длины волны, амплитуды, частоты или скорости распространения ультразвуковых колебаний в клеевом шве. По способу выявления дефектов среди методов ультразвукового контроля выделяют теневой, эхо-импульсный, импедансный, резонансный, велосимметрический, метод акустической эмиссии. Для реализации этих методов разработана соответствующая аппаратура (см. раздел 8). При контроле клееных сотовых конструкций с сотами из алюминиевого сплава и обшивками из ПКМ целесообразно применять несколько методов [100]. Акустический метод, например, с использованием импедансных дефектоскопов ИД-91М и АД-42И с частотной и амплитудной регистрацией колебаний соответственно эффективен для обнаружения отслоений сотового заполнителя от обшивки, а радиографический — для выявления повреждений сотового заполнителя и обшивки, а также для фиксирования мест заливки в соты пасты. [c.537]

Наиболее ранними работами по применению неразрушающих методов для стеклопластиков следует признать работы (161— 163]. В них приводятся результаты исследования стеклопластиков на высоких для этих материалов частотах—1,5—2,5 мгц. Следует отметить, что применение ультразвуковых колебаний такой частоты при исследовании стеклопластиков, по нашему мнению, нельзя считать правильным, так как в этом случае наблюдается чрезвычайно высокое поглощение и рассеяние колебаний и, кроме того, длина волны на таких частотах составляет 1—3 мм, т. е. соизмерима с размерами поперечного сечения стекложгута, поэтому параметры распространения будут только характеристикой отдельных элементов структуры. [c.69]

Все сказанное выше справедливо в том случае, если размеры дефекта е плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, бол ше длины волны применяемых ультразвуковых колебаний. При размерах дефекта. сравнимых с длиной волны, акустическая тень размывается благодаря диффракции (огибанию волной препятствия). Следовательно, для повышения чувствительности дефектоскопа к малым дефектам необходимо уменьшать длину волны или, что то же самое, повышать частоту. Но идти далеко в сторону повышения частот нельзя, так как, начиная с некоторой частоты, дефектоскоп начнет отмечать не только дефекты, но и структурные неоднородности иеталд . [c.70]

Рассмотрим кратко рассеяние ультразвуковых волн вследствие ди( х )узного отражения их от частиц, имеющих другие физические свойства (по сравнению с окружающей их средой) и четкие границы. Среды, содержащие такие частицы, называются гетерогенными. Примерами гетерогенных сред могут служить суспензии (жидкости со взвешенными в них твердыми частицами), аэрозоли (газы со взвешенными твердыми частицами), эмульсии (жидкие капли в нерастворяющей жидкости), жидкости, содержащие газовые пузырьки, в частности кавитационного происхождения, а также такие среды, как стекла, ситаллы, шнepaлы, некристаллические металлы и т. д. При распространении в такой среде первичной ультразвуковой волны она будет отражаться от содержащихся в ней частиц, возбуждая их вынужденные колебания, что и приведет к излучению частицами вторичных, т. е. рассеянных волн. Эти однократно рассеянные волны, вообще говоря, в свою очередь будут многократно отражаться другими частицами. Однако коль скоро однократно рассеянное поле невелико по сравнению с первичным, то повторно рассеянными волнами можно пренебречь, если число рессеиваю-щих центров ие слишком велико. Пренебрежение повторным рассеянием эквивалентно предположению об отсутствии акустического взаимодействия частиц, т. е. предположению, что колебания одной частицы не влияют на колебания другой. Тогда суммарное поле, рассеянное па совокупности частиц, можно найтн как суперпозицию полей, однократно рассеянных каждой частицей, и задача о рассеянии ультразвука в гетерогенной среде сводится к задаче о рассеянии иа одной частице с последующим суммированием результата по всем частицам, расположенным в рассеивающем объеме. При этом форму частицы в достаточном приближении можно принять сферической, тем более, что при малых размерах частиц по сравнению с длиной волны и на достаточно больших расстояниях от них отклонение формы реальных частиц от сферической не играет существенной роли. [c.161]

Физическую причину различия предельных значений и С/ легко понять, учитывая, что это различие связано с коэффициентом Пуассона, который определяет сокращение поперечных размеров стержня при его удлинении. В случае тонкого стержня изменение его поперечных размеров при продольных деформациях не встречает сопротивления со стороны внешней среды, что эквивалентно меньшей эффективной жесткости по сравнению с безграничным телом при 0. В свою очередь, наличие поперечных пульсаций при распространении продольных волн в тонком стержне означает зависимость его поперечных размеров, т. е. площади 5, от координаты д , что не учитывалось при выводе уравнения (Х.74). Учет этого обстоятельства, выполненный Рэлеем (11 для круглого стержня радиусом Н, приводит к убыванию скорости с увеличением частоты при / < А. Физическая причина этого явления состоит в том, что возбуждение радиальных колебаний при продольных деформациях стержня приводит к большей кинетической энергии колеблющихся частиц по сравнению с чисто продольными колебаниями, что эквивалентно большей колеблющейся массе, т. е. меньшей эффективной жесткости для продольных волн. Когда длина волны Л становится соизмеримой с диаметром стержня, поперечный эф4 ект вызывает резонансные радиальные колебания. В резонансной области наблюдается аномальная дисперсия скорость продольных волн падает до нуля, а затем при дальнейшем увеличении частоты быстро возвращается из бесконечности, устремляясь к новому, высокочастотному предельному значению с (оо) = с,, определяемому формулой (Х.76). Общая картина геометрической дисперсии качественно изображена на рис. 69, который хорошо согласуется с экспериментальными данными [12]. Вся область существенной дисперсии на этой картине располагается в небольшом диапазоне частот, соответствующем изменению длины волны Л на (30 40) 0 относительно радиуса стержня. Однако, как показывает опыт, при точных измерениях скорости распространения ультразвуковых волн в стержневидных образцах геометрическая дисперсия ощущается даже тогда, когда поперечные размеры стержня превышают длину ультразвуковой волны в десятки и сотни раз [78]. [c.235]

В подавляющем большинстве случаев используют контактный способ с применением контактной смазки (жидкости). Контактная смазка 4 (см. рис. 9.5) служит для обеспечения акустического контакта и передачи ультразвуковых колебаний в объект контроля 3 и обратно. Толщина смазки должна быть меньше длины волны ультразвука в ней. Это достигается путем прижатия ПЭП к поверхности объекта контроля. Изменение толщины контактной смазки влияет на количественные результаты контроля, поэтому для повышения стабильности результатов при контактном способе контролируемую поверхность предварительно зачищают до шероховатости не хуже Кг40. [c.149]

Ультразвуковым волнам присущи общие закономерности распространения в соответствии с явлениями дифракции (огибания) и интерференции (сложения). При размерах излучателя, меньших длины волны, от него распространяются сферические волны, и излучение является ненаправленным. Если размеры излучающей пьезопластинки существенно больше размеров длины волны, то ультразвуковые волны будут распространяться в виде направленного пучка. В непосредственной близости от излучателя (в зоне Френеля) пучок волн распространяется почти без расхождения, а интенсивность колебаний вдоль пучка непостоянна, имеет скачкообразный характер и [c.149]

Теоретически диапазон ультразвуковых волн простирается до частот 10 —10 герц, выше них распространение упругих волн невоз.можно, так как длина волны становится сравнимой с размерами межмолекуляр-ных расстояний в твердых телах и жидкостях или с длиной свободного пробега в газе. Поскольку с увеличением частот ультразвуковь х волн существенно возрастает их поглощение средой, то возникают экспериментальные трудности, не позволившие пока исследовать всю область ультразвуковых колебаний. [c.110]

Рабочая частота / ультразвуковых колебаний и определяемая ею длина волны X = с//, где с — скорость звука в материале изделия. Рабочей частотой называют основную частоту спектра, пзлучаемого в изделие искателем. Она указана в технической характеристике или паспорте дефектоскопа и пскателя. Отклонение рабочей частоты от номинального значения не должно превышать 10—15%. Способы поверки рабочей частоты указаны на с. 193—194. [c.208]

В том случае, когда направление распространения ультразвуковой волны совпадает с направлением колебания частиц, волна называется продольной, ли волной сжатия. Если колебания частиц перпендикулярны направлению распространения ультразвуковой волны, она называется поперечной. Скорость распространения продольных волн больше, чем поперечных, в два раза. При движении ультразвука в стали скорость распространения его продольной волны равна 5860 м1сек, а длина волны при частоте ультразвуковых колебаний 2,5 Мгц составляет 2,34 мм. Для обнаружения дефектов в контролируемом материале длина ультразвуковой волны должна быть меньше размера дефекта, который необходимо обнаружить. [c.353]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...