Коэффициент отражения упругих волн

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]

Рассмотрим подробнее вопрос о вычислении коэффициента отражения поляризованной волны от свободной плоскости границы упругой среды. Обозначим его Я ф. При вертикальной поляризации волны от границы раздела распространяются две волны поперечная со скоростью j и продольная со скоростью С . Коэффициенты отражения этих волн по смещениям можно найти из соотношений [c.29]

Остановимся подробнее на вычислении коэффициента отражения поляризованной волны от свободной плоскости границы упругой среды. Назовем его i эфф. Если волна вертикально поляризована относительно этой грани- [c.290]

Отражение звуковой волвы, падающей из жидкости на упругое полупространство. Мы получаем этот случай, положив в (7.4) и (7.5) ф1 = О, i )l = = 0, поскольку в упругом полупространстве имеются лишь уходящие от границы волны. Тогда для коэффициента отражения звуковой волны V = ф /ф" и коэффициентов возбуждения продольных = ф[ /ф" и поперечных ]V = = l i волн в упругом полупространстве получаем уравнения [c.33]

Рис. 91. Зависимость коэффициента отражения R от шероховатости при нормальном падении упругой волны из жидкости на поверхность образцов из алюминиевого сплава (частота 2,5 МГц)

Рис. 94. Расчетные зависимости коэффициента отражения R (сплошные кривые) и коэффициента затухания (штриховые кривые) сдвиговой волны в стали от угла падения упругой волны на поверхность раздела вода—коррозионно-стойкая сталь (а = 1,25 дВ/см рабочая частота в 8 МГц)

Выбранные методы позволяют определить непосредственно в изделии большое количество различных физических характеристик таких как скорость и затухание упругих волн (продольных, сдвиговых, поверхностных, изгибных, Лэмба, Лява и др.), коэффициент отражения и преломления упругих волн, угол поворота плоскости поляризации сдвиговых волн, диэлектрическую проницаемость, тангенс угла электрических потерь, коэффициент затухания электромагнитных волн, коэффициенты отражения, прохождения и преломления электромагнитных волн СВЧ и ИК диапазона, которые могут быть использованы при комплексном контроле механических, технологических и структурных характеристик композиционных полимерных материалов. [c.104]

Для иллюстрации применения приведенных выше соотношений рассмотрим отражение быстрых или медленных волн от плоской поверхност 1 раздела S в упругопластической среде, первоначально находившейся в состоянии покоя с начальными напряжениями, направленными параллельно 5. Поверхность раздела может быть либо жесткой, либо свободной от напряжений. Для расчета амплитуд волн, отраженных от S, необходимо вначале в качестве промежуточного шага определить зависимость скоростей распространения быстрых и медленных волн и соответствующих скачков нормального градиента скорости от угла падения. Соотношения, необходимые для расчета этих зависимостей в случае начальных напряжений, параллельных поверхности раздела, представлены в приложении А, а некоторые результаты вычислений показаны на рис. 3. В расчетах задавалось значение отношений скоростей упругих волн, равное ( i/ 2)2 = 4 (что соответствует коэффициенту Пуассона Vs), а значения параметра пластичности Р варьировались от нуля (упругое состояние) до единицы (полностью пластическое состояние). На рис. 3 приведены [c.174]

Одним из факторов, определяющих величину амплитуды эхо-сигнала, является коэффициент р отражателя УЗК от поверхности дефекта. Этот коэффициент не является постоянным, величина его зависит от угла падения УЗК на поверхность дефекта, от отношения длины упругой волны к высоте неровностей поверхности дефекта и отношения удельных волновых сопротивлений сред, разграниченных этой поверхностью. Обычно в практике дефектоскопии коэффициент отражения принимают равным единице. В знаменателе уравнения стоят величины и которые для контактного варианта эхо-метода с небольшой погрешностью могут быть приравнены величине г — глубине залегания дефекта, а для иммерсионного — значительно превышают ее. Можно считать, что с увеличением глубины залегания дефекта амплитуда эхо-сигнала вследствие наличия прямолинейного рассеяния падает для контактного варианта эхо-метода незначительно, а для иммерсионного гораздо быстрее, чем это следует из закона обратной пропорциональности квадрату глубины (при значительном затухании амплитуда эхо-сигнала падает еще быстрее). [c.194]

При контроле наплавок продольными и поперечными волнами эхосигнал от границы сплавления возникает даже при высококачественной сварке. Это объясняется различием упругих свойств и, следовательно, акустических импедансов основного металла и наплавки. В случае аустенитной наплавки коэффициент отражения от границы выше и эхосигнал больше, чем при перлитной наплавке. Поэтому браковочный уровень чувствительности устанавливается выше, чем сигнал помехи, и различен для перлитной и аустенитной наплавок. Для оборудования АЭС он составляет соответственно 4 и 7 мм . [c.326]

Значения коэффициентов для отраженных и преломленных упругих волн приведены в [95, 98]. [c.193]

При Xl = = 0 выражения для ДГ и переходят в хорошо известные формулы Френеля, описываюш,ие отражение и преломление электромагнитных волн, в которых магнитное поле перпендикулярно плоскости падения. Пьезоэффект в основном приводит к малым поправкам — порядка по отношению к единице. Такого порядка, в частности, оказывается коэффициент трансформации электромагнитных волн в упругие Дэ. Такого же порядка поправки возникают в величинах угла полного внутреннего отражения (е > 1). [c.89]

На рис. 1У.8, а представлена частотная зависимость коэффициента трансформации поверхностной волны в объемные для двух электродов, описанных выше. Кривая 1 соответствует разомкнутым электродам, кривая 2 — короткозамкнутым. Авторы отмечают, что при / = /о объемные волны уносят энергию того же порядка, что и отраженная поверхностная волна. На рис. IV. 8,6 показан тот же коэффициент трансформации поверхностной во ны в объемные, но для решетки из 20 электродов. Максимумы Р вблизи резонансной и удвоенной частот соответствуют появлению генерации поперечных и продольных упругих волн. Полная мощность, уносимая объемной волной при N — 20, вблизи резонансной частоты почти на два порядка меньше, чем мощность отраженной поверхностной волны. [c.205]

Рис. 4.5. Зависимость энергетических коэффициентов отражения и прозрачности от угла падения плоской волны из жидкости на упругое полупространство

Рассмотрим теперь поверхностные волны вблизи границы жидкого (z > 0) и упругого (z < 0) полупространств. Характеристическое уравнение для определения горизонтальной компоненты волнового вектора получим из условия V = °° (коэффициент отражения дается формулой (4.38)) [c.111]

Важно подчеркнуть, что все проведенное выше рассмотрение переносится на другие случаи отражения от границ однородных сред (упругих полупространств, упругого и жидкого полупространств, отражение от свободной границы твердого тела), где, как и для границы двух жидкостей, коэффициенты отражения и трансформации волн при ш > О не зависят от частоты. [c.122]

Рассмотрим, следуя [68], отражение плоской волны типа 5 К от плоской свободной границы вязко-упругого тела. Будем считать, что значение X вещественно, а = Ро(1 - е), где Мо и е также вещественны, О < е-< 1. Коэффициент отражения дается формулами (4,7), (4.8). В отсутствие поглощения (б = 0) при < к( отраженная продольная волна неоднородна, I I = 1 Обусловленная диссипацией поправка к значению К в первом приближении по е имеет вид [c.146]

Отражение от тонкого неоднородного слоя. Для неоднородного слоя, произведение толщины которого на вертикальную компоненту волнового вектора падающей волны мало по сравнению с единицей, коэффициент отражения можно вычислить, не делая предположений о характере стратификации упругих параметров. В работах [44, 45] для этого в случае неподвижной жидкости был предложен метод последовательных приближений. В последствии он был обобщен на случай отражения от слоя упругой среды [190]. Однако обосновать сходимость этого метода удается только для углов падения, не близких к я/2 или критическому углу полного отражения. Ниже мы изложим другой подход к расчету поля в тонком слое, пригодный при любых углах падения волны [374, 94]. [c.202]

Неразрушающий контроль внутренней структуры радиопрозрачных изделий, а также текстуры материалов ведут с помощью радиоинтроско-пов, работающих в режиме сканирования. Информация о внутренней структуре материалов содержится в амплитуде, фазе и характере поляризации отраженной или прошедщей волны. Физико-механические свойства материалов (величина зерна, модуль упругости, твердость, текстура и др.) могут определяться акустическими средствами путем измерения скорости распространения и коэффициента затухания упругих волн, характеристического импеданса и др. [c.126]

Эффекты, близкие к фокусировке, могут наблюдаться и при падении звуковых ударных волн на неплоские поверхности. Таким воздействиям подвергаются тупиковые участки долин с крутыми склонами или улиц с высокими зданиями. Отражение волн от поверхности земли или сооружений и их последующее взаимодействие с падающими волнами значительно меняет интенсивность и всю эпюру давлений при звуковом ударе. Коэффициент отражения звуковой волны от плоской поверхности зависит от упруги.х свойств преграды для мягких материалов он близок к 1, для абсолютно жестких равен 2. Для зданий наиболее характерен случай, когда ограждающие конструкции, например оконные стекла, подвергаготся действию падающей и отраженной от зем ной поверхности волны (рис. 5.8), Нё этом же рисунке показаны типичные эпюры давления при последовательном действии двух N-волн одинаковой интенсивности в различных по высоте точках сооружения. [c.96]

На рис. 4.5. приведены амплитудные спектры коэффициентов отражения продольных и обменных волн от границы типа водогазового контакта (ВГК) для нескольких фиксированных углов падения. Коэффициенты отражения волн РРпрп больших (более 30°) углах падения довольно велики. Они убывают, а у волн Р5 - возрастают с частотой. Для водонефтяного контакта (ВНК) картина аналогична (рис. 4.6), но величина коэффициентов отражения и РР-, и / -волн на полпорядка ниже, чем в случае ВГК. В целом следует признать, что в сейсмическом диапазоне частот (15-80 Гц) коэффициенты Отражения продольных волн меняются заметно - на 80 Гц их величина составляет порядка 40 - 60% от величины на 20 Гц, причем эта разница растет с уменьшением угла падения. Зависимость модуля коэффициента отражения от угла падения (т. е. АУА-зависимость) по форме мало отличается от таковой для упругих сред наиболее существенные отличия наблюдаются вблизи критического угла. [c.116]

ОППОНЕНТ. Я знаком с упо> мяиутым Вами учебником физики. И хотел бы обратить внимание на продолжение приведенной цитаты Однако ие-смотря на это, свет позволил нам познать окружающий мир при помощи нашего зрения в гораздо большей степени, чем мы могли бы это сделать при помощи всех остальных чувств, вместе взятых . АВТОР. Вы хотите тем самым сказать, что исследование физической природы света не так уж и необходимо ОППОНЕНТ. Я, конечно, понимаю, что природу света исследовать надо. Но насколько это важно на практике Френель не знал квантовой оптики, ему была неизвестна также электромагнитная природа световых волн. Он считал, что свет — это упругие волны в некоем эфире следовательно, как мы теперь понимаем, он весьма упрощенно представлял себе природу света. Несмотря на это он сумел объяснить, например, явление частичного отражения и преломления света на границе двух диэлектриков, а его формулами для коэффициентов отражения пользуются и по сей день. Во всех современных учебниках по оптике можно найти формулы Френеля . В ка- [c.8]

Виброизоляция шарнирного соединения для пластин, лежащих в одной плоскости, рассматривалась в работе [1]. Ниже рассматривается отражение изгибной волны от шарнирного соединения двух полубезграничных пластин, образующих друг с другом угол 2ср. Пластины имеют толщину /г, модуль упругости Е, плотность р. Принимаются во внимание возникающие в пластинах продольные и поперечные (сдвиговые) волны. Коэффициент отражения однородной изгибной волны для углового соединения имеет следующий вид [c.12]

Так как, однако, всегда i > и 6 > бт, т. е. os 6/< os 0 , то т/2 ж < 1, т. е. коэффициент отражения от поверхности твердого тела меньше коэффициента отражения от жидкости. Следовательно, сдвиговая упругость отражающей среды приводит как бы к уменьшению акустической жесткости ее границы. То же самое можно сказать и о продольных волнах, падающих из твердого тела на границу с жидкостью и распадающихся на отраженную продольную и сдвиговую волпы Это можно видеть, в частности, из уравнения (Х.54) если положить в нем О, то при той же величине 2, коэффициент отрал<ения продольной волны увеличивается. Впрочем, такой результат вытекает и из энергетическ соображений если среда, в которой распространяется падающая продольная [c.227]

Рис. 92. Расчетные зависимости коэффициента отражения от угла падения упругой волны на поверхность раздела вода — горрознопностопкая сталь и коэффициента затухания сдвиговой волны в стали = 1,25 дБ/см, рабочая частота 8 МГц)

Средства контроля нескольких параметров. Метод измеренш второго критического угла падения. При наклонном падении упругой волны из жидкости на поверхность твердого тела значения второго критического угла а" и коэффициента отражения К при этом угле существенно зависят от скорости поперечной волны с, и коэффициента затухания сдвиговых волн в твердом теле Влияние продольных волн на а" и Я значительно меньше (рис. 110 и 111). По полученному значению К можно [c.291]

Если между двумя плоскими поверхностями, образующими двугранный угол, сделано закругление, то рэлеевская волна, распространяющаяся по одной из поверхностей, дойдя до закругления, частично отразится, а частично перейдет на вторую поверхность. В работе [118] изучалось прохождение и отражение рэлеевских волн на цилиндрических закруглениях радиуса 0—1,7 Ян, сделанных между гранями прямоугольного упругого клина. Рассматривался случай нормального падения рэлеевской волны на закругление (рис. 2.21, на котором стрелкой указано направление распространения падающей рэлеевской волны). Прохождение и отражение рэлеевских волн характеризовались соответствующими коэффициентами прохождения Адр и отражения Аотр (по амплитуде). [c.150]

Для распространения рэлеевских волн па гранях упругого клина характерно, что отражающая и пропускающая способности клина сильно зависят от угла раствора 9 кривые К р (9) и К р (9) имеют ярко выраженные максимумы и минимумы, причем максимумам коэффициента отражения, как правило, соответствуют минимумы коэффициента прохождения и наоборот (за исключением случая 9 = 115°). При приближении 9 к 180° йГотр- 0, а Апр—>1. Коэффициенты прохождения и отражения нигде пе достигают значений 1 и 0. [c.160]

Наиболее просто решается задача о взаимодействии упругих волн с полубесконечной трещиной в плоскости. Решение этвй задачи для гармонических волн в случае антиплоской деформации рассмотрено в 146], а в случае плоской деформации — в [516]. Однако в этих работах исследованы характеристики поля вдали от вершины трещины. Причем, как показано в [397], решение, полученное в [516], некорректно, так как имеет особенность в перемещениях при г О. Корректное сингулярное решение и коэффициенты интенсивности напряжений, соответствущие этим задачам, получены в [398] для гармонического и произвольного динамического нагружения. Особенность этих решений в том, что в этом случае невозможно провести сравнение со статическим решением, так как решение при нулевой частоте отсутствует, а в случае ударных нагрузок в первоначальный момент времени (до прихода в вершину волн, отраженных от противоположной вершины) совпадает с результатами, полученными для трещин конечной длины. [c.36]

Первое (в порядке исторического становления) важное прикладное направление в акустике связано с получением при помощи акустических волн информации о свойствах и строении веществ, о происходящих в них процессах. Применяемые в этих случаях методы основаны на измерении скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука на разных частотах (1 о" +10 Гцвгазахи 10 +10 Гцвжид-костях и твердых телах). Такие исследования позволяют получать информацию об упругих и прочностных характеристиках материалов, о степени их чистоты и наличии примесей, о размерах неоднородностей, вызывающих рассеяние и поглощение волн, и т. д. Большая группа методов базируется на эффектах отражения и рассеяния упругих волн на границе между различными средами, что позволяет обнаруживать присутствие инородных тел и их местоположение. Эти методы лежат в основе таких направлений, как гидролокация, неразрушающий контроль изделий и материалов, медицинская диагностика. Применение акустической локации в гидроакустике имеет исключительное значение, поскольку звуковые волны являются единственным видом волн, распространяющихся на большие расстояния в естественной водной среде. Как разновидность дефектоскопии, широко применяемой в промышленности, можно рассматривать ультразвуковую диагностику в медицине. Даже при небольшом различии в плотности биологических тканей происходит отражение ультразвука на их границах. Поэтому ультразвуковая диагностика позволяет выявлять образования, не обнаруживаемые с помощью рентгеновских лучей. В такой диагностике используются частоты ультразвука порядка 10 Гц интенсивность звука при этом не превышает 0,5 мВт/см , что считается вполне безопасным для организма. В настоящее время развитие дефектоскопии привело к созданию акустической томографии. В этом методе с помощью набора приемников ультразвука или одного сканирующего приемника регистрируются упругие волны, рассей- [c.103]

Имеется также ряд работ, где рассматривалось отражение от других видов границ раздела. Анализу искажения формы импульса в неоднородной упругой среде посвящена раСбота [332]. Отражение и прохождение экспоненциального импульса через пластинку при нормальном падении рассмотрено в работе [437]. Более сложный случай отражения звукового импульса от слоя (с поглощением), разделяющего два однородных полупространства, проанализирован с многочисленными примерами в работе [459]. На основе расчета (аналсогичного изложенному в п. 4.3) коэффициентов отражения и прохожден ия монохроматической плоской волны и соотношений (5.37), (5.38) в работе [514] рассчитаны отраженный и прошедший через систему поглоицающих упругих слоев звуковые сигналы для случая столообразного падающего импульса. [c.123]

До сих пор мы пренебрегали диссипацией энергии упругих волн. В действительности всегда имеют место необратимые процессы, приводящие к поглощению энергии волн и переходу ее во внутреннюю энергию среды. Учет обусловленных зтим эффектов составляет первую задачу настоящего параграфа. Поглощение приводит не только к уменьшению амплитуды сигнала по мере распространения, но и меняет его форму оно может существенно сказываться на коэффициентах отражения и прозрачности. [c.142]

На границах сред с диссипацией, как показывает анализ формул 4, модуль коэффициента отражения V может быть больше единицы. Реальность этого явления до сих пор оспаривается некоторыми авторами, ошибочно видящими здесь противоречие с законом сохранения энергии (о дискуссии такого рода см., например, работу [287], где обоснована возможность того, что I КI > 1 для звуковой волны, падающей из поглощающей жидкости на границу идеально упругого твердого тела). В жидкости отражение звука с I КI > 1 не нарушает закон сохранения энергии благодаря неаддитивности потоков энергии в отраженной и падающей волнах. Действительно, пользуясь формулой (2.11), легко убедиться, что в звуковом поле с гармонической зависимостью ехр[/( лг - со )] от горизонтальных координат и времени при вещественных со и вертикальная компонента 2 вектора плотности потока мощности равна разности значений 4 в падающей и отраженной волнах и, следовательно, пропорциональна величине 1 - I К р только при вещественном, т.е. в непоглощающей среде. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...