Ультразвуковые методы определения постоянных упругости

Проведенные исследования в этой области дали положительные результаты для определения упругих постоянных латуни, сплавов железа и алюминия, монокристаллов германия и кремния, никеля, твердых растворов меди и поликристаллического сплава магний— кадмий. Ультразвуковые методы позволяют определять модули Юнга и сдвига на одном и том же образце, что открывает большие возможности для исследования упругих постоянных экспериментальных сплавов и установления для них взаимосвязей модулей с другими характеристиками межатомного взаимодействия. Так же как и при контроле жидкостей, скорость распространения ультразвука в жидких металлах в основном определяется величиной коэффициента адиабатической сжимаемости, а последний -относится к числу физических величин, которые в значительной степени зависят от строения жидких металлов. Поэтому, зная скорость, распространения ультразвуковых колебаний в данном металле, можно рассчитать величину модуля Юнга, модуля Пуассона и модуля сдвига. Для точного измерения интервала между ультразвуковыми импульсами достаточно иметь длину образца, равную 25 мм. [c.223]

Для повышения объема информации при определении физико-механических свойств измеряют скорости ультразвуковых волн различных типов. Это достигается применением ЭМА-метода, обеспечивающего одновременно повышение точности измерения за счет устранения слоев контактной жидкости. Используя ЭМА-преобразователи, можно добиться излучения и приема одновременно трех волн — продольной и двух поперечных. Изменяя скорость и коэффициент затухания каждой волны, определяют анизотропию, упругие постоянные, главные направления кристаллографических осей. Измерив таким образом акустическую анизотропию, можно оценить некоторые технологические параметры металлических листов, например их штампуемость. [c.286]

В 1943 г. Кёстер (Koster [1943,1]) подвел итог экспериментальному определению величин /С, )а, и v при комнатной температуре, используя как данные, полученные из анализа литературы, так и свои собственные. Этот список из 49 элементов охватывал собранную им информацию по этой тематике для упругих постоянных изотропных материалов, которая предшествовала современному преобладанию в экспериментах ультразвуковых методов. Табл. 106 включает в себя список Кестера. Значения v в столбце 6 были вычислены, исходя из экспериментально определенного отношения К/Е, помещенного в столбце 5 ошибка от использования этого отношения, как подчеркивал Кёстер, была значительно большей, чем от использования отношения Е/ л при вычислении v ). Все остальные значения были непосредственно определены в опыте. (Значения V в столбце 7 представляют собой данные Грюнайзена, приведенные выше.) [c.497]

В гл. 4 этого тома Мак-Скимин дает обзор большого числа разнообразных методов определения упругих постоянных изотропных твердых тел. Во многих известных методах используются ультразвуковые волны, распространяющиеся с объемной скоростью. Здесь мы кратко покажем, как подробные сведения о характеристиках нормальных волн могут быть использованы для определения свойств материалов, особенно в тех случаях, когда измеряемые образцы имеют форму стержней, пластинок или полос. [c.181]

Измеряемые параметры. Сущность ультразвукового метода состоит в том, что элементарный объем жидкости или твердого тела периодически деформируется определенным образом и при этом измеряются упругие постоянные и потери энергии. Можно получить зависимость этих параметров от внешних условий, т. е. от температуры, давления, напряженности электрического или магнитного поля, периодического возбуждения, окружающей атмосферы и т. д. Может также изменяться и частота колебаний. Г1олуч(>нные таким образом результаты сопоставляются с физическими процессами, происходящими в образце. [c.327]

Таучерт и Мун [176] использовали с этой целью монотонный импульс и сравнили полученные результаты с характеристиками материала, найденными резонансным и статическим методами. Модули упругости эпоксидных боро- и стеклопластиков, определенные статическим и динамическим (при распространении волны вдоль волокон) методами, различались в пределах 2%. Была такнш установлена возможность предсказания рассеяния волн по результатам резонансных испытаний материалов. Таугерт [172, 173] использовал ультразвуковые волны для описания всех упругих постоянных различных композиционных материалов, а также измерил рассеяние ультразвуковых волн и установил, что предварительное растяжение увеличивает демпфирующие характеристики [174]. Рид и Мансон [142] исследовали рассеяние импульса напряжений в композиционных материалах. [c.304]

Скорости распространения всех этих упругих волн зависят наряду с другими факторами от упругих постоянных и плотности тела, так что динамические значения упругих постоянных можно определить по скорости распространения. Если тело не вполне упруго, часть энергии волны напряжения рассеивается в процессе распространения в среде и, как показано в главе V, величину этого затухания можно поставить в соответствие с внутренним трением, определенным иным путем. Несколько измерений скорости распространения и затухания синусоидальных волн было проведено при низких частотах на образцах в форме полос и нитей, причем определяющей упругой постоянной здесь является модуль Юнга. При высоких частотах импульсы расширения и искажения возбуждались в массивных блоках материала. Преимущества, которыми обладают методы распространения волн по сравнению с другими методами, описанными ранее, состоят, во-первых, в том, что необходимая область частот может быть перекрыта на одном образце, во-вторых, в том, что при измерении внутреннего трения этим методом легче уменьшить внешние потери на опорах, и, наконец, в том, что в нерассеивающей среде метод позволяет достигнуть чрезвычайно высокой степени точности. Бредфилд [14] установил, что упругие постоянные металлов можно измерить с помощью ультразвуковых импульсов с точностью до 1/400000. [c.132]

Данная часть посвящена поверхностным волнам в пьезоэлектрических кристаллах — изоляторах и пьезоэлектрических кристаллах — полупроводниках. Из очень обширного круга вопросов, связанных с зтой темой, мы выбрали три наиболее важных (с практической точки зрения) возбуждение волн металлическими электродами, взаимодействие с электронами и распространение по цилиндрическим поверхностям. Каждый из указанных вопросов Связан с новым эффектом или с новой технической перспективой. Так, возбуждение волн гребенчатыми металлическими электродами за счет собственного пьезоэффекта среды, как уже отмечалось выше, позволило получить поверхностные волны с частотой 10 —10 Гц. Взаимодействие волн с электронами через пьезоэффект кристалла привело к возможности прямого усиления упругих волн постоянным электрическим током и к возможности определения электрических характеристик кристалла акустическими методами. Существование для ряда кристаллических симметрий поверхностных волн на цилиндрических поверхностях кристаллов позволило осуществить очень большие пути пробега волн в образцах малых размеров за счет многократного огибания волнами цилиндра в направлении, перпендикулярном образующей цилиндра, что принципиально важно для акустических фильтров и ультразвуковых линий задержки на больщун) длительность й высокую несущую частоту. [c.174]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...