Ультразвуковые волны

При ультразвуковом контроле ультразвуковая волна, проходящая через стенку отливки, при встрече с границей дефекта (трещиной, раковиной и др.) частично отражается. По интенсивности отражения волны судят о наличии, размерах и глубине залегания дефектов. [c.180]

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от поверхности раздела двух сред. С помощью пьезометрического щупа 12 ультразвукового дефектоскопа 13, помещаемого на поверхность сварного или паяного соединения, в металл 11 посылают ультразвуковые колебания (рис. 5,56, в). Ультразвук вводят в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла. При встрече с поверхностью дефекта возникает отраженная ультразвуковая волна. В перерывах между импульсами щуп служит приемником отраженного от дефекта ультразвука. Дефект в соединении в виде пика 14 фиксируется на экране осциллографа. [c.245]

Ультразвуковой метод основан на физическом явлении, связанном с изменением скорости прохождения ультразвуковых волн в зависимости от величины напряжений, действующих в металле. Метод дает хорошие результаты в случае однородного распределения напряжений или при необходимости определить среднеинтегральную величину напряжений по толщине сварного соединения. Однако с помощью данного метода невозможно определить характер распределения напряжений по толщине листа. [c.270]

Ультразвуковой метод определения сварочных остаточных напряжений основан на зависимости скорости распространения ультразвуковой волны в металлах от напряженного состояния в них. Измеряют скорости распространения ультразвука на отдельном участке металла до сварки и после сварки, и по изменению скорости судят о значении остаточного напряжения. При измерении остаточных напряжений в шве и околошовной зоне неоднородность свойств может приводить к погрешностям результатов. Положительным свойством данного метода, так же как магнитоупругого, следует считать мобильность проведения экспериментов, не требующих больших подготовительных работ. [c.424]

Ультразвуковой метод основан на исследовании процесса распространения упругих колебаний в контролируемом изделии. Ультразвуковые волны, используемые в дефектоскопии, представляют собой упругие колебания частотой свыше 20 кГц, возбуждаемые в материале изделия. При этом частицы материала не перемещаются вдоль направления движения волны, каждая частица, совершив колебательное движение относительно своей первоначальной ориентации, снова занимает исходное положение. В металлах ультразвуковые волны распространяются как направленные лучи. [c.193]

Ультразвуковые волны обладают способностью проникать в глубь материала, что используется при обнаружении весьма малых внутренних дефектов. Распространение ультразвуковых волн подчиняется законам геометрической оптики. Упругая волна в направлении распространения несет определенную энергию, и по мере удаления от излучателя интенсивность волн, т. е. количество энергии, переносимое волной за 1 с сквозь поверхность площадью 1 м , падает, а амплитуда колебаний частиц убывает. [c.193]

При исследовании влияния малоцикловой усталости на скорость распространения ультразвуковых волн рабочая зона образца разбивается на ячейки, в каждой из которых замеряется скорость прохождения ультразвуковой волны. Было установлено, что скорость распространения продольных ультразвуковых волн в сварном шве ниже, чем в основном металле (рис. 5.14). [c.341]

Изменение скорости распространения ультразвуковых волн по мере накопления уровня усталостных повреждений (N/Np) в зоне термического влияния происходит быстрее, чем в зоне сварного шва и основного металла, что видно из графика (рис. 5.15.). [c.343]

Важно отметить, что в ходе экспериментов было также установлено скорость распространения продольных ультразвуковых волн в различных направлениях проката различна. [c.343]

Пространственную решетку, на которой удобно наблюдать явления дифракции видимых световых волн, также удается осуществить. Сюда относятся, прежде всего, дифракционные явления на ультразвуковых волнах. [c.232]

Ультразвуковые волны широко применяются в моечных аппаратах, установках для особо твердых труднообрабатываемых материалов, в аппаратах для очистки и пайки алюминия и других цветных и жаропрочных металлов. [c.359]

Для получения ультразвуковых волн применяют специальные ультразвуковые генераторы (рис. 175). [c.359]

В практике для выявления дефектов пользуются специальными ультразвуковыми дефектоскопами. Ультразвуковые волны в этих приборах возбуждаются специальным ламповым генератором и передаются изделию через щупы, заканчивающиеся призмами из органического стекла, в которое вмонтированы пластинки из титана-та бария. [c.370]

Теория возмущений. Как упоминалось в разделе 2, в модели с энергетической щелью предполагается, что отличие сверхпроводящей фазы от нормальной состоит лишь в том, что для возбуждения электрона в сверхпроводящей фазе требуется дополнительная энергия е. Другими словами, возбужденные электроны в сверхпроводящей фазе предполагаются сходными с возбужденными электронами в нормальной фазе. Мы упоминали уже, что эта модель удовлетворительно объясняет температурный ход теплоемкости, теплопроводности и электропроводности, определяемой по измерениям толщины скин-слоя на микроволновых частотах, а также вязкости электронного газа, измеряемой по поглощению ультразвуковых волн. Ниже будет показано, что эта модель объясняет также и диамагнитные свойства сверхпроводников и приводит к феноменологической теории, очень сходной с теорией Пиппарда (см. п. 18). [c.709]

Колеблющаяся таким образом пластинка возбуждает ультразвуковые волны в окружающей среде )— воздухе, воде. Так как скорость звука в среде — не только в воздухе, (ш и в воде — в несколько раз меньше, чем в кварце, то длина возбуждаемой в среде волны будет соответственно меньше, чем в кварце, т. е. в несколько раз меньше, чем 2d. [c.745]

Поэтому, если длина и ширина пластинки хотя бы в несколько раз больше ее толщины, то поперечные размеры пластинки значительно превышают длину волны, возбуждаемой ею в среде. Таким образом легко реализуется случай пластинки, размеры которой велики по сравнению с длиной возбуждаемой волны. К пьезоэлектрическим излучателям этого типа применимо все то, что было сказано выше о пластинке, размеры которой велики по сравнению с длиной волны. Излучаемый пластинкой пучок ультразвуковых волн будет очень мало расходиться, т. е. поперечные размеры этого пучка по мере удаления от пластины будут медленно увеличиваться. [c.745]

Измерения скорости звука в различных газах, жидкостях и однородных твердых телах показывают, что скорость звука не зависит от частоты, т. е. для звуковых волн дисперсия отсутствует. Иначе обстоит дело с ультразвуковыми волнами большой частоты. Для них обнаружена дисперсия в многоатомных газах и органических жидкостях. Дисперсия ультразвуковых волн происходит также и при распространении их в тонких стержнях, когда длина волны сравнима с диаметром стержня. В случае распространения ультразвуковых волн в металлах дисперсия наблюдается при длине волн, сравнимой с размерами кристаллических зерен. [c.226]

Для получения ультразвуковых волн в настоящее время широко применяются электромеханические, пьезоэлектрические и магнита-стрикционные излучатели. [c.242]

Если из них определенным образом вырезать пластинку, то при сжатии или растяжении такой пластинки на ее поверхности появятся электрические заряды — с одной стороны положительные, с другой— отрицательные. В этом и состоит пьезоэлектрический эффект. Этот эффект обратим. Если пластинку покрыть с двух сторон металлическими электродами (например, алюминиевой фольгой) и присоединить к ним источник переменного напряжения, то пластинка попеременно то сжимается, то растягивается. Эти колебания поверхности пластинки и возбуждают в среде ультразвуковые волны. Используя пьезоэлектрические излучатели, удается получать ультразвуки сравнительно небольшой интенсивности. [c.243]

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]

Эхолот — прибор, предназначенный для измерения глубин моря или реки. Излучатель эхолота устанавливается на днище корабля так, чтобы пучок ультразвуковых волн был направлен вертикально вниз. Он излучает ультразвуковые волны отдельными короткими по времени импульсами, в которых благодаря высокой частоте содержится большое количество волн. Достигнув дна, импульс отражается от него в виде эха и приходит к приемнику,, расположенному рядом с излучателем. Регистрирующий прибор записывает на специальной ленте момент посылки импульса и момент его возвращения. Зная скорость распространения ультразвука в воде, по этим отметкам определяют глубину моря под кораблем. [c.244]

Часто применяемые в гидроакустике электромеханические излучатели обратимы, т. е. могут одновременно служить и приемниками ультразвуковых волн. [c.244]

По характеру отрах<ения ультразвука от дна можно судить и о типе грунта дна. Например, скалистый грунт дает сильное, четкое эхо. Если грунт песчаный пли илистый, то от его поверхности происходит неполное отражение, так как часть ультразвуковых волн проникает в грунт. Поэтому интенсивность эха в этом случае заметно уменьшается. Когда под слоем песка или ила залегает слой более плотного грунта, то эхолот зафиксирует двойное эхо первое, полученное от поверхности дна, и второе — от поверхности плотного грунта. [c.244]

В настоящее время широкое распространение получил импульсный метод дефектоскопии. Принцип работы импульсного дефектоскопа подобен принципу работы эхолота. В этом методе к одной и той же поверхности исследуемого тела плотно прижимаются излучатель 1 и приемник ультразвуковых волн 2 (рис. 197). Излуча- [c.245]

Ультразвук применяют и для исследования свойств и структуры веществ. Большим преимуществом для этих целей ультразвуковых волн перед электромагнитными является значительно меньшая (на несколько порядков) скорость их распространения. Поэтому при равных частотах длина ультразвуковых волн существенно меньше. [c.246]

При распространении волн плотность потока энергии, как известно, пропорциональна квадрату частоты (см. 54). Поэтому в ультразвуковых пучках удается получить большую плотность энергии, даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний. Уже при плотности потока энергии порядка десятков ватт на квадратный сантиметр ультразвуковые волны способны оказывать активное воздействие на среду, в которой они распространяются, вызывая в ней такие необратимые эффекты, как фонтанирование жидкости, ее распыление и т. д. Частицы жидкости могут при этом приобретать столь большие ускорения, что в момент фазы разрежения в жидкости образуются кавитационные пузырьки. При захлопывании их возникают огромные давления, измеряемые тысячами атмосфер, приводящие к образованию ударных волн. [c.246]

В заключение отметим, что ультразвуковые методы исследования вещества и вопросы, связанные с взаимодействием ультразвуковых волн с веществом, в котором они распространяются, изучаются молекулярной акустикой, являющейся сравнительно новым и интересным направлением в современной физике. За последние годы возникла и квантовая акустика, изучающая взаимодействие звуковых квантов — фононов с электронами и ядрами атомов. [c.246]

Ультразвуковые волны могут быть продольными, если направление колебаний совпадает с направлением движения волны, и поперечными, если ианравленне колебаний перпендикулярно движению волны (рис. 5.11, а —с). [c.126]

При прохождении ультразвуковой волны из одной среды в дру гую с разным акустическим сопротивлением рс происходит от ражспие некоторого количества энергии от границы. Отражение растет при увеличении разности акустических сопротивлений обеих сред. При наличии воздушного зазора между излучателем и контролируемым металлом ультразвуковая волна почти вся отражается и в пего не входит. Для проникновения волны в металл на поверхность изделия наносят контактную жидкость (воду или масло). [c.127]

Распространение звуковых и ультразвуковых волн в аэрозолях было исследовано многими авторами [634]. Сьюэлл рассмотрел случай малых (меньше, чем длина звуковой волны) твердых сферических частиц при условии, что величина со (2a) /v велика [c.255]

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от поверхности раздела двух сред. В дефектоскопии применяют пьезоэлектрический способ получения ультразвуковых волн, основанный на возбуждении механических колебаний (вибрации) в пьезоэлектрических материалах (кварц, сульфат лития, титанат бария и др.) при наложении переменного электрического поля. Упругие колебания достигают максимального значения тогда, когда частота электрических колебаний совпадает с колебаниями пьезопластины датчика. Частоты ультразвуковых колебаний обычно превышают 20 000 Гц. [c.151]

С помощью пьезометрического щупа ультразвукового дефектоскопа, помещаемого на поверхность сварного соединения, в металл посылают направленные ультразвуковые колебания (рис. 80). Ультразвук вводят в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла. При встрече с дефектом возникает отраженная ультразвуковая волна, которая воспринимается либо другим щупом (приемным в случае двухщуповой схемы), либо тем же (подающим при однощуповой схеме) во время паузы между импульсами. Отраженный ультразвуковой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и подается на трубку осциллографа, где фиксируется наличие дефекта в соединении в виде пика на экране осциллографа. [c.151]

Появление сигнала между зондирующими и донными импульсами или ослабление интенсивности прошедших через металл ультразвуковых колебаний указывает на наличие дефекта. Отраженные от границы раздела сред (дефекты типа нарушения сплошностей), имеющих различные акустические свойства, ультразвуковые волны, попадая на пьезопластину, вызывают электрические колебания, которые усиливаются и поступают на экран дефектоскопа. Настраивая дефектоскоп на поисковую чувствительность, определяют способ прозву-чивания, тип преобразователей и пределы их перемещения, а также характер ожидаемых дефектов. Особое внимание уделяют тем дефектам, отражение от которых можно получить лишь тогда, когда их поверхность перпендикулярна к акустической оси преобразователя. [c.197]

Прочие виды люминесценции. Известны также триболюминес-ценция — свечение при трении некоторых веществ, кристалло-люминесценция — свечение, возникающее при механическом сжатии кристаллов, и ионолюминесценция — свечение при прохождении ультразвуковых волн через растворы некоторых веществ. В первых двух случаях люминесценции свечение возникает за счет ультрафиолетового излучения разряда, возникающего при образовании электрических полей, соответственно у трущихся поверхностей и в местах разлома. В случае ионолюминесценции свечение [c.360]

Пропуская пучок белого света через сосуд с жидкостью, в которой возбуждена ультраакустнческая волна (рис. 10.4), мы получим на экране спектр с дисперсией, соответствующей периоду дифракционной решетки, вычисленному по частоте колебаний кварца II скорости ультразвуковой волны в жидкости (рис. 10.5). [c.233]

Для большинства жидкостей скорость ультразвуковых волн, не отличающаяся от скорости обычных звуковых волн, составляет около 1000—1500 м/с. Для прозрачных твердых тел (стекло, кварц) скорости составляют 5000— 6000 м/с. Поэтому во всех этих веществах можно удобно осуществлять опыты по лифракции на ультраакустических волнах с частотами колебаний до 10 Гц [c.233]

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]

Упругие волны — упругие возмущения, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной средах, например волны, возникающие в земной коре при землет5)ясении, звуковые и ультразвуковые волны в жидких, газообразных и твердых телах. [c.155]

Коэффициент затухания 5 в значительной степени зависит от отношения средней величины зерна d в металле и длины акустической волны X. Чем больше отношете к/d, тем меньше коэффициент затухания. Коэффициент затухания обратно пропорционален частоте/(так как к = С//). Короткие волны большой частоты легко затухают, отражаясь от границ зерен кристаллов. Для малоуглеродистых сталей X/d > 10, затухание мало и возможно применение ультразвуковых волн для контроля. При k/(i< 10 затухание происходит наиболее интенсивно. В деталях, выполненных электро-шлаковой сваркой, в сварных соединениях из аустенитиых сталей, меди, чугуна, где структура крупнозер1шстая, ультразвуковой контроль затруднен, так как длина волны сопоставима с величиной среднего зерна. В алюминиевых и титановых сплавах контроль УЗК не вызывает затруднений. [c.170]

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]

Специфическое ощущение звука возникает у человека, когда на его орган слуха — уши — воздействуют волны с частотой примерно от 16 до 20 000 Гц. Поэтому волны, частоты которых лежат в интервале от 16 до 20 000 Гц, обычно называют звуковыми. Волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуковыми, а с частотой более 20 000 Гц — ультразвуковыми. Волны с большой частотой (от 10 до 10 Гц) язгывгют гиперзвуковыми. [c.223]

В методе звуковой тени ультразвуковой излучатель прикладывается к одной из поверхностей исследуемого тела, а на противоположной поверхности напротив излучателя устанавливается приемник (рис. 196, а, б). Если в исследуемом теле нет дефектов, то ультразвуковые волны пройдут сквозь все тело и достигнут приемника (рис. 196). При наличии в теле дефекта, например раковины или трещины, приемник окажется как бы в области тени , отбра- [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...