Отражение упругих волн

Область /К —область холодной деформации. В этой области с увеличением скорости деформации и при дальнейшем снижении температуры (см. рис. 239, а, 240, а) разупрочняющие процессы не реализуются, а сопротивление деформации может увеличиваться лишь при больших скоростях деформации за счет инерционных эффектов. Пластичность металлов уменьшается по сравнению с пластичностью в областях / и // вследствие локализации деформации в шейке, за счет наложения отраженных упругих волн напряжений и напряжений при пластическом высокоскоростном растяжении. Наложение дополнительного поля напряжений и деформаций приводит к неравномерности их распределения по длине растягиваемого образца и их локализации в зоне активного захвата испытательной машины. Поэтому в образцах, испытанных на растяжение ударом, разрушение происходит в зоне, расположенной ближе к приложенному уси- [c.454]

Реверберационный метод. Этот метод, называемый также методом многократных отражений, является разновидностью эхо-метода. Он основан на явлении реверберации (многократного отражения) упругих волн в слоях С относительно небольшими коэффициентами затухания УЗК (обычно металлах). При контроле конструкций типа металл—пластик применяют два варианта метода. [c.304]

Установлено также, что законы отражения упругих волн от свободного и закрепленного концов стержня можно применить также и к распространению пластических волн. Иначе говоря, с достаточной точностью можно считать, что падающая волна отражается от закрепленных границ, не изменяясь, а от свободных границ, изменяя знак, но сохраняя величину. [c.531]

В книге изложены результаты исследования закономерностей распространения волн и стационарных волновых процессов в упругих телах. Основное внимание уделено освещению тех свойств таких процессов, которые вследствие особенностей отражения упругих волн от границы не имеют аналогов в акустике и электродинамике. С этой точки зрения проведен количественный и качественный анализ волновых полей в полупространстве, составном пространстве, бесконечных слое и цилиндре. Детально исследованы особенности частотных спектров и собственных форм колебаний конечных пластин, в частности раскрыта природа краевого и толщинного резонансов. Показана возможность существования изолированных резонансов в областях типа полуполосы. [c.2]

Исторически интерес к вопросу о преломлении и отражении упругих волн в значительной мере стимулировался развитием теории эфира [122, 149, 180]. Особенности поведения упругих волн вблизи границы интересны для сейсмологии [15, 175, 216]. В настоящее время количественный анализ процессов преломления и отражения на границе раздела различных сред представляет большой интерес для электронной техники, дефектоскопии и т. д. [20, 55, 139, 156]. Подробный обзор теоретических результатов и возможностей практического использования наблюдаемых здесь эффектов не является нашей целью. Здесь мы ограничимся рассмотрением только тех ситуаций, которые с помощью наиболее простых средств позволяют показать главные особенности процесса преломления и отражения упругих волн. Рассмотренные нами особенности взаимодействия [c.43]

Из результатов предыдущего параграфа можно заключить, что отражение упругих волн от свободной границы является довольно сложным процессом, включающим превращение одного типа движения в другой. Длч сдвиговых волн в определенном диапазоне углов падения наблюдается возбуждение локализованных вблизи границы движений в виде нераспространяющихся в глубь полу- пространства неоднородных волн. [c.53]

Однако отражение упругих волн от границы представляет собой довольно сложный процесс. Как следствие этого задача об отыскании нормальных колебаний ограниченных упругих тел становится очень сложной. Именно поэтому до настоящего времени нет ни одного полного решения такой задачи. [c.157]

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ — дефектоскопия, объединяющая методы неразрушающего контроля, основанные на применении упругих колебаний ультразвукового (более 20 кгц) и звукового диапазона частот. Методы У. д., использующие преимущественно звуковые частоты, обычно называют акустическими методами (см. Акустическая дефектоскопия). У. д. применяется для выявления внутренних и поверхностных дефектов в деформированных полуфабрикатах, слитках и готовых деталях несложной конфигурации, изготовленных из металлич. и не-металлич. материалов. Используется также для измерения толщин при доступе к изделию с одной стороны. Методы У. д. основаны на влиянии дефекта на условия распространения и отражения упругих волн или режим колебаний изделия. Упругие волны способны распространяться в материалах на значительные расстояния. В твердом теле могут существовать продольные, поперечные (сдвиговые), поверхностные, нормальные (свободные, волны Лэмба), стержневые и др. волны. В жидкостях и газах распространяются только продольные волны. [c.373]

Сложной задачей также является подбор и согласование акустически связанного со звукопроводом поглотителя акустической мощности, который обеспечивает отвод тепла в отсутствие акустических возмущений из-за отражения упругих волн- Для этих целей используются, например, эпоксидные смолы с порошкообразными наполнителями, диффузно твердеющие сплавы галлия с медью, никелем и другими металлами, сплавы висмута с индием и свинцом. [c.116]

В момент встречи отраженной упругой волны и прямой пластической волны в сечении 5 (рис. 166, г) происходит как бы столкновение двух стержней правой половины, движуш ейся со скоростью т/,, и левой, движущейся со скоростью v . В результате этого внутреннего соударения от места встречи вправо и влево будут распространяться ударные волны. В зависимости от скорости удара V эти волны будут или упругими, или пластическими, причем влево всегда пойдет волна со скоростью по крайней мере, если [c.270]

Другим направлением, привлекающим пристальное внимание исследователей, является исследование закономерностей распространения волн на поверхности предварительно напряженных тел. Это вызвано тем, что часто условия или геометрические размеры исследуемых объектов, их расположение не позволяют применять методы контроля начального напряженного состояния, основанные на использовании проходящих или отраженных упругих волн. [c.6]

Ультразвуковой метод. Ультразвуковая дефектоскопия основана на применении упругих колебаний ультразвуковых (более 20 кГц) диапазонов частот, т. е. на влиянии дефектов на условия распространения и отражения упругих волн в контролируемых изделиях. Этот метод применяют для выявления внутренних и поверхностных дефектов в заготовках, слитках, крупных поковках и готовых изделиях. [c.194]

Следует отметить, что при анализе данных формул не учитывались явления дифракции, преломления и отражения упругих волн на границах раздела сред, так как среда считалась однородной в связи с тем, что длина волны колебаний была значительно больше размеров отдельных компонентов среды. [c.135]

Отражение упругих волн от свободной границы [c.30]

S 6. ОТРАЖЕНИЕ УПРУГИХ ВОЛН ОТ СВОБОДНОЙ ГРАНИЦЫ 33 [c.33]

Начиная с этого момента пластическая волна уменьшенной амплитуды будет двигаться вперед вдоль проволоки от точки Р, а упругая волна будет двигаться в обратном направлении этот эффект имеет характер внутреннего отражения в точке Р. Обе волны, возникшие вследствие такого отражения, являются волнами растяжения, причем скорости частиц по разные стороны от точки Р равны между собой. Из условий равенства значений напряжения и скорости по обе стороны от точки Р после отражения можно определить амплитуды двух возникших волн. На фиг. 40, г показана пластическая волна уменьшенной амплитуды, движущаяся вдоль проволоки от точки Ру и отраженная упругая волна, распространяющаяся в обратном направлении к концу проволоки. На фиг. 40, эта волна достигла конца проволоки и условия для напряжений и скоростей подобны тем, которые имели место на фиг. 40, а, только скорость частицы между концом проволоки и фронтом пластической волны имеет меньшее значение. Затем повторяется полный цикл и, когда вторая волна сжатия распространяется вдоль проволоки и настигает фронт пластической волны, ее амплитуда уменьшается еще раз, так что остаточная деформация в проволоке имеет ступенчатый характер ). Каждая ступень соответствует точке, в которой упругая волна сжатия догоняет фронт пластической волны. [c.159]

Необходимо отметить, что приведенные выше формулы критических скоростей получены для бесконечно длинной оболочки и могут не совпадать с соответствующими формулами для конечной, хотя и весьма длинной оболочки, так как здесь не учитывались условия отражения упругих волн от торцов оболочки. [c.494]

Скорость распространения пластических волн значительно меньше скорости распространения упругих, а следовательно, отраженные упругие волны (волны растяжения) изменяют пластические волны (уменьшают амплитуду деформации). [c.62]

Разработано несколько способов ввода упругих колебаний в изделие контактный сухой или через жидкость. На границе раздела воздух-металл, когда длина упругих колебаний значительно меньше толщины контролируемого металла, происходит практически 100 %-ное отражение упругих волн от металла. Сухой контактный способ ввода упругих колебаний требует тщательной притирки ПЭП к поверхности изделия. На практике для исключения возможных воздушных зазоров между ПЭП и материалом и, следовательно, для уменьшения потерь ультразвуковой энергии, применяют различные жидкости (касторовое, машинное, трансформаторное масло, глицерин, воду). При вводе упругих колебаний через грубо обработанную поверхность используют технический вазелин, литол, солидол и т. п. Контактный способ ввода применяют, как правило, при ручном контроле [c.206]

Эксперимент проводился при штамповке в производственных условиях трех деталей с различным технологическим процессом. Первая деталь—ролик обрабатывался на штамповочном молоте с весом падающих частей 5 т по следующему технологическому процессу осадка (эксцентриситет 500 мм) и последующая штамповка в центральном ручье. При осадке, после соприкосновения штампа с поковкой, происходит поворот бабы-молота вокруг точки контакта под действием силы инерции, вызывающей поперечные колебания его с частотой 30 гц, которые хорошо видны на осциллограмме (см. рис. 142). Напряжения от изгиба штока в момент удара достигают величины а = 3250 кг см (см. рис. 145, а), напряжения от сжатия о = 150 кг см . Наибольшее напряжение отражения упругой волны поперечных колебаний ст = 2000 кг/см , колебания затухают полностью через 7—10 циклов. [c.288]

Отражение упругих волн в твердых телах значительно сложнее рассмотренных выше случаев О. в. вследствие того, что в твердых телах могут распространяться как продольные, так и поперечные волны. Если па границу раздела двух твердых тел падает только продольная или только поперечная волна, то в результате отражения и преломления могут возникать как продольные, так и поперечные волны. (Подробнее см. Упругие волны). [c.563]

Ширина импульса давления при увеличении начального давления воздуха в трубе от 3,3 до 9,8 мм рт. ст. возрастает от 30 до 63 мксек. При этом отраженная упругая волна в стержне датчика регистрируется через 83 мксек. Появление отрицательного сигнала на осциллограмме давления на рис. 10, а и б через МО мксек после прихода импульса давления объясняется, вероятно, проникновением плазмы в зазор между стержнем и корпусом датчика (рис. 2). При более высоких начальных давлениях воздуха отрицательный сигнал отсутствовал. [c.70]

Вначале, до возникновения отражений упругих волн от поверхностей 1 <2), волновая картина в слое полностью определяется решением соответствующей задачи для полупространства. Начнем с исследования этой задачи. Полученные здесь результаты, большая часть которых содержится в работах [28, 49 57 77 84], будут в дальнейшем использованы для описания высокочастотных волн в слое. [c.347]

Интересно отметить, что при ударе более тяжелых тел максимального значения величина О (О, т) (безразмерное напряжение в точке X = 0) достигает при многократном отражении упругих волн от торцов стержня. [c.143]

Приведем еще один интересный пример, иллюстрирующий отличие процессов отражения упругих волн в кристаллах от изотропного случая. Пусть свободная граница кристалла расположена параллельно акустической оси, не являющейся направлением высокой симметрии. Для ряда таких осей возможна так называемая внутренняя коническая рефракция [2, 5, 6], заключающаяся в том, что при повороте поляризации распространяющихся вдоль них сдвиговых волн вектор Умова — Пойнтинга описывает конус (аналогичное явление известно и в кристаллооптике). Рассмотрим случай, когда волновая нормаль падающей сдвиговой волны ориентирована вдоль оси симметрии третьего порядка тригонального кристалла (ось 1), являющейся акустической осью, а вектор поляризации повернут приблизительно на 45° относительно поверхности (рис. 9.6) [12]. При этом вектор групповой скорости ориентирован под углом к поверхности и волна с ней взаимодействует. Решение соответствующей граничной задачи и экспериментальное исследование показывают [121, что вектор поляризации отраженной волны того же типа, что и падающая, поворачивается на 90° относительно первоначальной ориентации. Это соответствует тому, что нормальная составляющая вектора Умова — Пойнтинга меняет знак, т. е. поток энергии отраженной волны отходит от поверхности (рис. 9.6). Сказанное нужно иметь в виду при проведении акустических экспериментов, [c.226]

Матричный пропагатор 103, 151, 153, Отражение упругих волн вертикальной 136, 160 поляризации от свободной грани-Маха число 42. 87, 271, 339, 348 цы 90 [c.411]

Изучение трещин при помощи ультразвуковой дефектоскопии. Для исследования трещин применяют методы неразрушаю-щего контроля материалов ультразвуковой эхо-метод и метод собственных частот колебаний [75]. Ультразвуковые методы основаны на влиянии дефектов (трещин) на условия распространения или отражения упругих волн в образце или изделии. [c.57]

Механические резонаторы в виде тонких круглых дисков часто используются при возбуждении осесимметричных колебаний в окрестности основной частоты толщинного резонанса. Уже первые опыты применения таких резонаторов показали необоснованность надежд на то, что в случае малой относительной толщины главная толщинная форма колебаний будет иметь близкое к поршневому движение плоских поверхностей диска [75, 264]. Кроме усложнения форм колебаний, значительные трудности встретились при объяснении структуры спектра собственных частот. Как отмечается в работе [121, с. 164], ... хотя при конструировании пьезоэлектрических резонаторов возникает много сложностей, ни одна из них не оказывается столь трудно преодолимой, как определение многочисленных мод колебаний в кристаллических пластинах. Первые опыты практического применения высокочастотных резонаторов с колебаниями по толщине были почти безуспешными вследствие казавшегося бесконечным ряда нежелательных сигналов вблизи основной модЫ колебаний . Наличие цилиндрических граничных поверхностей, особенности волноводного распространения в упругом слое, специфика отражения упругих волн от свободной границы обусловливают появление большого числа резонансов, сосредоточенных вблизи основного толщинного. Отмеченные обстоятельства явились стимулом к проведению многочисленных исследований, целью которых было получение данных для лучшего понимания природы толшин-ного резонанса в диске. [c.211]

При наличии в металле контролируемого изделия дефекта (поры, инородные включения, трещины, неснлавле-ния и другие . нарушения сплошности металла) упругие волны отражаются в обратном направлении и улавливаются искателем. В искателе импульс отраженных упругих волн преобразуется в электрические колебания, наблюдаемые на экране ультразвукового дефектоскопа. Преобразование импульсов упругих волн на границе раздела звукопровода и контролируемого изделия сопровождается увеличением их количества из-за многократных отражений от граней звукопровода. Звукопро-вод искателя соединен с ловушкой, служащей для подавления ложной индикации на экране дефектоскопа. [c.287]

Различие в картине напряженного состояния и деформаций при статическом и динамическом нагружении иллюстрируется осциллограммами показаний датчиков при контакте системы шар — плоскость (рис. 174). Возникновение реверсно-циклического напряженного состояния в зоне контакта обусловлено отражением упругой волны от границы раздела в случае динамического или пульсирующего контактного нагружения. Фреттинг-процесс на поверхности плунжера топливного насоса при различных увеличениях показан на рис. 175. Данные об экзоэлектронной эмиссии поверхности металла, подвергнутого статическому и динамическому нагружению, показаны в табл. 32. Результаты измерения электросопротивления приведены на рис. 164, 165. [c.301]

Акустические импедансы составных частей стержня из цинка и льезокерамики 1—4 одинаковы и поэтому в местах склейки отсутствует отражение упругой волны, которое в противном случае исказило бы измеряемый импульс давления. [c.61]

Энергетические соотношения при отражении упругих волн, падаюших из твердого тела на границу с жидкостью, проиллюстрированы в работе Эрджина [351]. [c.100]

Гидролокация. Отражение упругих волн от границы двух сред лежит в основе гидролокации—важнейшего технического применения ультразвука. Под гидролокацией понимают определение местоположения тел, находящихся в воде, с помощью ультразвука. Гидролокация была изобретена во время первой мировой войны выдающимся французским физиком П. Ланжевеном — прогрессивным ученым, другом Советского Союза, Идея гидролокации весьма проста. Ее поясняет рис, 208, Источник ультразвука (магнитострикционный, пьезоэлектрический), вделанный в дно корабля, излучает импульсно-модулированные ультразвуковые волны. Волны излучаются в виде остро-направленного пучка (см. гл, VIII, 6), Приемник (также магнитострикционный или пьезокварцевый) улавливает волны, отражаемые или рассеиваемые той или иной поверхностью раздела, на которую попадает ультразвуковой пучок. Это может быть, например, поверхность погруженной подводной лодки. На границе вода—сталь получается сильное отражение здесь у = 27, Л = 0,86. Устройство, аналогичное в принципе применяемому в радиолокации (гл, VII, 6), позволяет измерить время, в течение которого ультразвуковой импульс пробегает расстояние от источника до отражающей поверл-ности и обратно. Зная скорость ультразвука, легко отсюда определить расстояние до этой поверхности. Строго говоря, здесь под скоростью ультразвука нужно понимать групповую скорость (см, гл. V, И), Однако в воде nppi частотах, употребляемых в гидролокации, она практически совпадает с фазовой (нет заметной дисперсип). [c.212]

НСП является комбинированной модификацией сейсмического метода отраженных волн и обычного эхолотирования. Физическая основа этого метода-отражение упругих волн на границах раздела слоев с различными акустическими жесткостями ри. Как правило, границы раздела сред, различающихся по величине ру, совпадают с границами раздела между литологическими разностями, что и является основой для 1зучения геологического разреза сейсмоакустическим методом (рис. 64). [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...