Излучение акустических волн

Угол максимума излучения акустической волны, излучаемой фазированной решеткой, определяется выражением [c.174]

Формулировка проблемы. Первым шагом при решении задачи уменьшения шумов, порождаемых какой-либо отдельной деталью двигателя, является классификация этого шума и определение его доли в общем шуме двигателя. Обычно измерение уровня шумов проводится с полностью покрытым звукоизоляцией двигателем, и далее исследуются независимо друг от друга основные источники шума. Однако разработанные в последнее время приборы позволяют определять вклад различных источников шума с помощью измерения различных параметров на поверхности двигателя без покрытия его звукоизоляцией. Именно такие приборы для измерений интенсивности акустических колебаний здесь широко применялись. Их работа основана на измерении уровней звукового давления с помощью двух микрофонов, установленных около поверхности исследуемого узла. По результатам измерений, получаемых при помощи микрофонов, можно определить интенсивность излучения акустических волн в заданном направлении. Обследовав таким образом всю поверхность узла и просуммировав полученные результаты, можно определить мощность акустического излучения этого узла. Подобные приборы можно использовать как на работающем двигателе, так и на неработающем. В последнем случае к двигателю прикладывается сила, возбуждающая колебания, по возможности близкие тем, что возникают в работающем двигателе. Данный подход удобен для исследования влияния тех или иных внешних условий, например температуры окружающей среды, на работу демпфирующего покрытия, что будет проиллюстрировано на примере крышки клапанов. [c.374]

Предельный коэффициент эффективности акустического излучения. В цепях переменного тока с последовательным соединением мощность, расходуемая источником э.д. с., идет на нагревание активного сопротивления. Индуктивная нагрузка накапливает энергию в форме энергии магнитного поля и периодически обменивается ею с источником напряжения. Аналогичный процесс осуществляется и в поле при излучении акустических волн мощность источника энергии излучателя поглощается в виде потока энергии аку- [c.200]

Характеристики направленности излучателя. Важное значение в гидроакустике имеет понятие направленности излучения акустических волн. Излучатели с резко выраженной направленностью позволяют увеличить дальность действия акустических волн без дополнительного увеличения мощности. [c.201]

Акустической эмиссией принято называть излучение акустических волн, сопровождающее некоторые виды необратимых превращений в твердом теле. Различают три основных типа механизмов этой эмиссии 1) механизмы, связанные с пластической деформацией (движение дислокаций, скольжение границ доменов в ферромагнетиках и сегнетоэлектриках и т. п.) 2) фазовые переходы, в частности мартенситные превращения в стали 3) образование и развитие трещин. [c.271]

Затухание. В действительности собственные колебания стержня или пластинки затухают из-за внутреннего трения, теплообмена в материале и ряда других явлений, происходяш,их в нем при колебаниях (см. 10). Если стержень или пластинка колеблются не в вакууме, имеется и другая причина затухания, которая часто является наиболее суш,ественной. Эта причина — излучение акустических волн в окружаю-ш ую среду. Мы ее рассмотрим в 5. [c.198]

В гл. VI говорилось об упругих волнах и, в частности, рассматривалось излучение акустических волн колеблющимся кварцем, а в гл. VII говорилось об электромагнитных волнах и, в частности, об излучении этих волн антенной. Может сложиться впечатление, что и здесь существует аналогия между механизмом излучения акустических волн колеблющимся твердым телом (стр. 205—207) и электромагнитных волн антенной (стр. 264—268). Между тем здесь аналогия отсутствует и, наоборот, отчетливо выступает качественное различие между электромагнитными и механическими колебаниями. [c.352]

Излучение акустических волн 206 и д [c.568]

Рост и сокращение пузырьков происходят с частотой, равной частоте изменения давления, т. е. с частотой распространяющейся звуковой волны. Пузырьки возникают и растут во время периодов разрежения. Давление в положительной фазе может привести к полному исчезновению пузырьков и пустот (захлопыванию), причем давление в пузырьках перед захлопыванием может быть очень большим. Этот процесс порождает в жидкостях сильные гидравлические возмущения, интенсивное излучение акустических волн и вызывает разрушение поверхностей твердых тел, граничащих с кавитирующей жидкостью. [c.118]

Одним из методов улучшения однородности излучения акустических волн в области верхних частот является укрепление в центре диффузора дополнительного коаксиального усеченного конуса из жесткого картона (рис. 3.21). На низких и средних частотах звукового диапазона оба конуса колеблются как одно целое, при этом в области средних частот внутренний конус действует как рассеивающее тело. На верхних частотах эффективно работает внутренний легкий жесткий конус, а основная часть большого конуса колеблется с малыми амплитудами. Кроме того, конус способствует рассеянию локальных колебаний, возникающих на высоких частотах на различных участках диффузора из-за трудностей получения в этом диапазоне его достаточной жесткости. [c.98]

Акустическая эмиссия - это физическое явление излучения упругих волн в твердом теле при его нагружении. В основе явления АЭ лежит возникновение упругих колебаний при разрыве атомных связей в твердом теле или перестройке его кристаллической структуры. [c.255]

Согласно ГОСТ 23829—79 акустические методы делят на две большие группы использующие излучение и прием акустических волн (активные методы) и основанные только на приеме волн (пассивные методы). В каждой из групп можно выделить методы, основанные на возникновении в объекте контроля бегущих и стоячих волн или колебаний (рис. 20). [c.201]

Дифракция (рефракция) в слоисто-неоднородных средах (дифракция четвертого типа). В соответствии с принятой классификацией дифракция четвертого типа возникает в слоисто-неод-нородных средах. В процессе экспериментальных исследований валков холодной прокатки (ВХП) в их поверхностно-закаленных слоях был обнаружен волноводный акустический канал. Если вдоль оси валка излучить волну таким образом, чтобы лучи пересекали все его поверхностные слои (рис. 1.36), то часть излученной энергии волны может быть принята [c.51]

ИЗЛУЧЕНИЕ И ПРИЕМ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН [c.55]

Излучение и прием акустических волн осуществляют с помощью электроакустических преобразователей, которые трансформируют электрическую энергию в механическую и обратно. Способы излучения и приема делят на две группы контактные и бесконтактные. При контактных способах трансформация энергии совершается в активном элементе, отделенном от объекта контроля. Передачу энергии от активного элемента к объекту контроля и обратно осуществляют с помощью контактной среды. Чаще всего ею служит жидкость. [c.55]

ВЫВОД формул для излучения и приема акустических волн, а также определение эквивалентного электрического импеданса преобразователя. Представить преобразователь в виде пассивного электрического элемента важно для оптимизации согласования его с генератором и усилителем импульсного прибора, а также для определения экстремальных режимов работы приборов резонансного типа, поскольку именно при этих режимах измеряют резонансные частоты. [c.63]

Достижение максимальной чувствительности пьезопреобразователя. Цель решения задачи об излучении и приеме акустических волн — определить условия достижения максимальных значений амплитуд излученного и принятого сигналов, а главное — максимума двойного преобразования, поскольку при всех методах активного контроля применяют излучение и прием акустических волн. Кроме того, ставят задачу достижения максимальной широкополосности, что важно для сокращения длительности импульсов и возможности изменения частоты колебаний (см. подразд. 3.4). [c.66]

Бесконтактные способы излучения и приема. Основное назначение бесконтактных способов, как уже отмечалось, — снять ограничения, связанные с необходимостью применения жидкой среды для передачи акустических волн от преобразователя к изделию. Кроме того, благодаря некоторым бесконтактным способам можно возбуждать специфические акустические волны. Рассмотрим коротко наиболее перспективные бесконтактные способы излучения и приема акустических волн. [c.67]

Лазерный способ излучения и приема акустических колебаний отличается большой широкополосностью — от 0,05 до 100 МГц. Этот способ возбуждения ультразвуковых колебаний весьма перспективен благодаря большой амплитуде получаемых с его помощью акустических волн. При разработке практических установок целесообразно сочетать этот способ возбуждения с неоптическими бесконтактными способами приема, например электромагнитным, отличающимся более высокой чувствительностью. [c.69]

Применение акустико-эмиссионного метода. В последнее время для обнаружения и оценки параметров трещин все шире применяется явление акустической эмиссии (АЭ) — излучение развивающейся трещиной акустических волн [59]. АЭ сопровождает процесс деформирования материала от стадии переориентации комплексов микродефектов до полного разрушения контролируемой детали. С помощью АЭ можно диагностировать и прогнозировать состояние контролируемого объекта на стадии, когда последний остается еще работоспособным. [c.444]

СЖИМАЕМОСТЬ [есть способность вещества изменять свой объем обратимым образом под действием всестороннего внешнего давления < адиабатическая определяется при адиабатическом процессе изотермическая — при изотермическом процессе) отношением изменения объема системы к малому изменению давления и к объему, занимаемому системой] СИЛА [есть векторная величина, служащая мерой механического воздействия на тело со стороны других тел Ампера действует на проводник с электрическим током, помещенный в магнитное поле вынуждающая (возмущающая) периодически действует и вызывает вынужденные колебания системы звука — отношение мощности, переносимой акустической волной через площадку, перпендикулярную направлению ее распространения, к площади этой площадки излучения — отношение потока излучения, распространяющегося от источника излучения в некотором телесном угле, к этому углу инерции <Кориолиса действует на материальную точку только тогда, когда неинерциальная система отсчета вращается, а материальная точка движется относительно нее переносная действует на материальную точку и обусловлена переносным ускорением центробежная действует на материальную точку в системе отсчета, вращающейся относительно инерциальной [c.274]

Математическую формулировку условий излучения наиболее просто получить в случае акустических волн в изотропной среде. Впервые они получены Зоммерфельдом (1912) и подробно обсуждены в работах [85, 115, 128]. Если функция ф (потенциал скорости или избыточное давление в акустике) удовлетворяет уравнению Гельмгольца, то однозначность решения краевой задачи в бесконечной области — внешней части некоторой замкнутой поверхности, с границей, не уходящей в бесконечность,— можно обеспечить требованиями [c.37]

В предыдущем разделе мы рассмотрели кинематические свойства брэгговской дифракции, т. е. сохранение энергии и импульса. Эти законы сохранения приводят к условию брэгговской дифракции, которое дает соотношение между углами падения и дифракции светового пучка. Чтобы ответить на вопрос, а каковы же интенсивность и состояние поляризации дифрагированного пучка, необходимо рассмотреть электромагнитные свойства излучения. Для изучения брэгговской дифракции света на звуковой волне мы используем здесь формализм связанных мод, развитый в гл. 6. Для этого предполагаем, что акустическая волна является плоской и неограниченной, т. е. высшие дифракционные порядки отсутствуют (см. следующий раздел), и что под действием звука связанными оказываются лишь две волны — падающая волна с частотой со и дифрагированная волна с частотой со + Q или со - в зависимости от направления распространения звука относительно падающего оптического пучка. [c.362]

Рассмотрим схему акустооптического спектр-анализатора (рис. 10.15) в случае, когда акустическая волна состоит из многих частотных составляющих. Согласно (10.4.1), каждая частотная составляющая звуковой волны будет приводить к отклонению светового пучка в определенном направлении. Поэтому дифрагированный свет представляет собой некоторое угловое распределение. Если использовать линзу, то в ее фокальной плоскости каждому направлению дифракции светового пучка будет соответствовать определенное пятно. Поскольку эффективность дифракции на каждой частотной составляющей звука пропорциональна ее мощности, распределение оптической энергии в фокальной плоскости пропорционально энергетическому спектру звукового ВЧ-сигнала. Интенсивность оптического излучения в фокальной плоскости обычно измеряется с помощью линейки фотодетекторов. Поскольку работа акустооптического спектр-анализатора основана на одновременном отклонении лазерного пучка во многих направлениях, такие его характеристики, как ширина полосы ВЧ-сигнала и число разрешимых элементов, аналогичны характеристикам дефлекторов пучка. [c.429]

Акустическая эмиссия (АЭ) как физическое явление, используемое для исследования веществ, материалов, объектов, а также для их неразрущающего контроля и технической диагностики (ТД и ПК), представляет собой излучение акустических волн из объекта при протекании различных нелинейных процессов при перестройке структуры твердого тела, возникновении турбулентности, трении, ударах и т.д. [c.301]

Расчет слабых волн давления можно сильно ускорить с помощью применения линеаризованных уравнений для течения сжимаемого газа. Этим приемом пользовались Цумвальд [1967] при расчете звукового удара и Лу [1967] при расчете излучения акустических волн в ближней зоне. [c.454]

При изучении процессов потери устойчивости в гидродинамических течениях и потоках исторически основное внимание было отдано крупномасштабным возмущениям — бегущим волнам, которые в пристенных течениях обобщенно называют волнами Толлмина—Шлихтинга, а в свободных сдвиговых слоях — волнами Рэлея или Кельвина — Гельмгольца. В осесимметричной струе могут реализоваться несколько видов таких неустойчивых колебаний, определяемых наличием разных шкал длин и кривизны — толщины сдвигового слоя и разных радиусов искривления в азимутальном и продольном направлениях. Установлено, что шум сверхзвуковой струи, ее акустическое излучение связаны с этими колебаниями сдвиговой неустойчивости. Если исключить из рассмотрения излучение на дискретных частотах, закономерности которого определяются обратной связью через дозвуковую часть слоя смешения или колебаниями диска Маха, а также излучение акустических волн со сверхзвуковыми фазовыми скоростями, то для невысоких сверхзвуковых скоростей потока шум струи определяется только динамикой волн в слое смешения. Э го так называемые широкополосные шумы. Ясно, что при изучении механизма подобного излучения необходимо понимание закономерности развития пульсационного процесса в потоке. [c.119]

Метод акустической эмиссии (АЭ) относится к диагностике и направлен на выяснение состояния объектов путем определения и анализа шумов, сопровождающих процесс образования и роста трещины в контролируемых объектах. Он базируется на регистрации акустических волн, возникающих в металле и сварных соединениях при нагружении в результате образования пластических деформаций, движения дислокаций, появления микро- и макротрещин. В основу метода положено явление излучения (эмиссии) упругих волн твердым телом при локальных динамических перестройках его структуры при его деформировании и локальном разрушении (пластическая деформация, скачкообразное развитие т )ещин). Метод применяется для выявления состояния предразруше-ния тяжело нагруженных конструкций сосудов высокого [c.254]

Метод акустической эмиссии. Дан1гый метод относят к пассивным методам акустичеасого контроля. Само явление акустической эмиссии состоит в излучении материалом объекта упругих акустических волн в результате внутренней динамической перестройки локальной структуры объекта. Метод состоит в регистрации и анализе характеристик этих ВОЛН. Акустические (обычно ультразвуковые) волны возникают в процессе образования и развития трещин в объекте, а также при перестройке кристаллической структуры мате- [c.175]

При излучении и приеме акустических волн на пьезопластину в электрическом поле действуют одновременно электрические и упругие силы (тепловые и другие слабо влияющие эффекты не учитываются), поэтому термодинамическое состояние пластины определяют двумя дифференциальными уравнениями [c.62]

Оценка чувствительности ЭМА-преобразователя [39] показала, что при излучении он возбуждает акустическую волну-с амплитудой, приблизительно в 100 раз меньшей, чем пьезопреобразователь в иммерсионном режиме, однако за счет увеличения напряжения питания можно поднять амплитуду приблизительно в 15 раз. При приеме чувствительность такого преобразователя приблизительно в 50 раз ниже, чем пьезоприемника при этом для него характерно общее уменьшение коэ( ициента двойного преобразования приблизительно в 1000 раз. Тем не менее такое уменьшение не препятствует использованию ЭМА-пре-образователей в ряде акустических приборов, где не требуется высокая чувствительность. [c.70]

Погрешность, обусловленная влиянием акустического контакта, исключается при использовании бесконтактных способов излучения и приема акустических волн. Для этой цели применяют электромагнитно-акустические преобразователи, широкополос-ность которых позволяет формировать импульсы полуволновой длительности, что важно для достижения высокой точности. ЭМА-преобразователи легче возбуждают поперечные, а не продольные волны. Это также удобно для измерения скорость распространения поперечных волн меньше, чем продольных, измеряемый интервал времени увеличивается и соответственно уменьшается погрешность Небольшая чувствительность ЭМА-преобразователей не препятствует использованию этого способа в приборах групп А и В, характеризующихся высокой амплитудой [c.403]

Поверхностные трещины на деталях несложной формы определяют С помощью ультразвуковых дефектоскопов, использующих звуковые волны частотой 0,5... 15 МГц. Наибольшее применение нашли устройства, работающие по принципу излучения и приема бегущих и стоячих акустических волн (рис. 2.12). В свою очередь, устройства, в которых применяют бегущие волны, делят на три трулпы использующие прохождение и отражение волн и импедансные. [c.124]

Акустооптика изучает взаимодействие оптических волн с акустическими в различных веществах. Возможность такого взаимодействия впервые предсказал Бриллюэн в 1922 г., а затем ее экспериментально проверили в 1932 г. Дебай и Сиарс в США и Люка и Бигар во Франции. При взаимодействии света со звуковыми волнами наиболее интересное явление представляет собой дифракция света на акустических возмущениях среды. При распространении звука в среде возникает соответствующее поле напряжений. Эти напряжения приводят к изменению показателя преломления. Такое явление называется фотоупругим эффектом. Поле напряжений для плоской акустической волны является периодической функцией координат. Поскольку показатель преломления среды претерпевает периодическое возмущение, возникает явление брэгговской связи, как показано в гл. 6. Акустооптическое взаимодействие является удобным способом анализа звуковых полей в твердых телах и управления лазерным излучением. Модуляция света при акустооптическом взаимодействии находит многочисленные применения, в том числе в модуляторах света, дефлекторах, устройствах обработки сигналов, перестраиваемых фильтрах и анализаторах спектра. Некоторые из этих устройств мы рассмотрим в следующей главе. [c.343]

Процесс ВРМБ можно описать классически как параметрическое взаимодействие между волнами накачки, стоксовой и акустической. Благодаря электрострикции накачка генерирует акустическую волну, приводящую к периодической модуляции показателя преломления. Индуцированная решетка показателя преломления рассеивает излучение накачки в результате брэгговской дифракции. Поскольку решетка движется со звуковой скоростью частота рассеянного излучения испытывает доплеровский сдвиг в длинноволновую область. В квантовой механике такое рассеяние описывается как уничтожение фотона накачки и одновременное появление стоксова фотона и акустического фонона. Из законов сохранения энергии и импульса при рассеянии вытекают соотношения для частот и волновых векторов трех волн [c.258]

В одномодовом световоде возможны только прямое и обратное направления распространения. Хотя уравнение (9.1.3) предсказывает отсутствие ВРМБ в прямом направлении (6 = 0), в световодах в этом направлении может возникать спонтанное тепловое рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (РМБ). Это обусловлено тем, что в световоде существуют направляемые акустические волны, в силу чего правило отбора для волновых векторов может нарушаться. В результате происходит генерация слабого стоксова излучения в прямом направлении [9]. Это явление называют спонтанным РМБ на направляемых акустических волнах. На спектре стоксова излучения видно множе- [c.258]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...