Рассеяние для продольной волны

Рассеяние для продольной волны [c.257]

Чау и Хермане [46] исследовали интенсивность рассеяния волн в композиционных материалах, рассматривая плотность и упругие постоянные как случайные величины, не зависящие от осевой координаты. Они определили площадь рассеяния (являющуюся энергетической характеристикой поля рассеяния) и установили, что она пропорциональна со (двумерное рассеяние Релея). В работе найдены площади рассеяния для продольных и сдвиговых волн, распространяющихся в эпоксидном стеклопластике. [c.298]

Дельта-метод (рис. 22, в) основан на приеме преобразователем для продольных волн 4, расположенным над дефектом, рассеянных на дефекте волн, излученных преобразователем для поперечных волн 2. [c.211]

Рис. 5.5. Дисперсионные кривые, определенные с помощью неупругого рассеяния рентгеновских лучей на фононах, распространяющихся вдоль оси ПО] в алюминии. Черными точками показаны значения для продольной волны Ц светлыми — для поперечной волны T l, в которой частицы колеблются параллельно оси [001] треугольниками — для поперечной волны Т2, параллельной направлению [ПО]. (По Уолкеру [П].)

Если вектор к направлен вдоль соответствующих осей симметрии, а в кубических кристаллах (при пренебрежении пространственной дисперсией) — вдоль любых направлений, то нормальные волны к, I) делятся на поперечные и продольные. В поперечных волнах (Ае) = 0, и в рассматриваемом приближении комбинационное рассеяние отсутствует (см. (15.9) и (15.10)), тогда как для продольных волн йа фО. Для продольных (плазменных) волн в газе свободных электронов (плазме) при пренебрежении пространственной дисперсией (это означает, что где — некоторая средняя [c.344]

Здесь а и а определяются так же, как в формуле (7.6) для поперечных и продольных волн. Вывод равенств (19.5) аналогичен выводу формул (7.16). В частности, если много больше, чем с (или а ), так что связь между продольными и поперечными волнами очень сильна, то -с тц я- т. е. эффективное время релаксации для всех поляризаций одинаково и определяется рассеянием продольных волн. [c.281]

В твердых телах для продольных и поперечных волн коэффициенты затухания различны. Большинство твердых тел состоит из большого числа зерен-кристаллитов, на границах которых происходит рассеяние ультразвуковых волн. Вследствие этого роль рассеяния оказывается значительной и часто превалирующей. Особенно велико рассеяние в материалах, состоящих из разнородных частиц (бетон, гранит, чугун). [c.192]

УЗК волнистой поверхностью также определяется ее параметрами. Па этой основе установлена корреляция между параметрами Граничной поверхности (амплитудой h й периодом А) и характеристиками диаграммы направленности рассеянного поля. На рис. 93 показаны зависимости амплитуды отраженного сигнала от параметров граничной поверхности для биметалла, изготовленного взрывом. С увеличением А увеличивается число рассеянных пучков продольных и поперечных волн и уменьшаются углы между ними. С возрастанием h уменьшаются максимумы амплитуд рассеянных пучков и увеличивается относительная ширина диаграммы рассеянных полей. [c.287]

Продольные и поперечные волны (их обобщенное название — объемные волны) наиболее широко используют для контроля материалов. Эти волны лучше всего выявляют дефекты при нормальном падении на их поверхность. Отметим, однако, что дефекты, расположенные вдоль направления продольных волн, не давая обратного отражения, тем не менее приводят к сильному рассеянию этих волн. Это явление связано с возникновением на поверхности таких дефектов специфических волн (см. подразд. 1.2). [c.11]

Аналитические выражения для расчета коэффициентов рассеяния продольных б, и поперечных б( волн в транскристаллитной среде еще не получены. Оценка соотношения б и 6j для аустенитных материалов с равноосными зернами показала, что при одинаковой частоте УЗ-колебаний б(/б( 24 при равенстве длин поперечной и продольных волн 6j/6 7. Таким образом, в поли-кристаллической среде с равноосными зернами коэффициент рассеяния поперечных волн существенно превышает коэффициент рассеяния продольных волн, причем как при одинаковой частоте, так и при равенстве длин волн. [c.350]

В области углов ввода а 60° волна падает уже на отражатель вблизи 3-го критического угла. В этом случае происходит трансформация поперечных волн в объемную продольную волну и образование двух краевых волн, расходящихся от ребер (действительного и мнимого) отражателя. Поверхность отражателя в рассеянии фактически не участвует. Все это приводит к резкому уменьшению амплитуды отраженной поперечной волны. Поэтому для сопоставления размеров равносигнальных отражателей различного типа (плоскодонных отверстий и зарубок и т. п.) нельзя использовать приближенные расчетные методы, а, учитывая сложность выполнения строгих расчетов, целесообразно использовать экспериментальные данные (рис. 5.4). Если ширина Ьз и высота Нз зарубки больше длины поперечной ультразвуковой волны, а отношение 4>Лз/Ьз 0,5, то, как и плоскодонное отверстие, зарубка обладает крутой и линейной зависимостью амплитуды эхо-сигнала от ее площади. При меньших размерах зарубки эхо-сигнал от нее осциллирует по амплитуде. Для перерасчета предельной чувствительности от плоскодонного отверстия к зарубке можно применить экспериментально найденное соотношение 5з=5п/Л . Коэффициент N определяют по графику Ы=(р 1) (рис. 5.5). Как видно, он практически не зависит от материала. [c.146]

Зеркально-теневой метод используют вместо или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты (например, вертикальные трещины), ориентированные перпендикулярно к поверхности, по которой перемещают преобразователь (поверхности ввода), дают очень слабый рассеянный сигнал и плохо выявляются эхо-методом. В то же время они ослабляют донный сигнал благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в головную, которая, в свою очередь, излучает боковые волны, уносящие энергию. [c.214]

Метод прохождения применяют для исследования физико-механических свойств материалов с большим поглощением и рассеянием акустических волн, например при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. При двустороннем соосном расположении преобразователей обычно используют продольные волны. При контроле способом поверхностного прозвучивания преобразователи располагают по одну сторону от ОК и используют головные, поперечные или поверхностные волны. В обоих случаях измеряют время распространения и амплитуду сквозного сигнала. [c.215]

Убыванию амплитуды рэлеевских волн вследствие поглощения и рассеяния упругой энергии должны быть присущи особенности, характерные для продольных и поперечных волн, поскольку рэлеевская волна, как уже отмечалось, является комбинацией этих волн. Поглощение и рассеяние рэлеевских волн на ультразвуковых частотах исследовано довольно слабо. Затухание же объемных (продольных и поперечных) ультразвуковых волн изучено весьма подробно (см., например, [6]). Поэтому была сделана попытка установить связь между затуханием поверхностных и объемных волн. В работах [ИЗ, 114] получена формула, связывающая коэффициенты затухания указанных волн. [c.129]

На рис. 2.28 показаны результаты расчета коэффициента затухания для алюминия ), земного грунта 2) и стали (5) при простейшем типе неровности поверхности — синусоидальной неровности, когда С = соз gx. По оси ординат на рисунке отложена безразмерная величина у = б/А о- Каждая из кривых при пространственных периодах неровностей Л = А,д/(1 сд/с/) имеет очень острые максимумы, вблизи которых затухание весьма велико (в е раз на пути (5—10) А,д). При этих значениях Л рассеянные продольные волны распространяются в том же направлении, что и первичная рэлеевская волна(левые пики), или в противоположном направлении (правые пики). Резкое возрастание рассеяния при этих значениях Л обусловлено оттоком энергии от границы в рассеянную поперечную волну. При Л, большем некоторого Атах (Лтах = = 11,28 для алюминия, 10,26 А,( для земного грунта и 4,895 для стали), затухание рэлеевской волны вообще отсутствует. [c.167]

Рис. 5.6. Дисперсионные кривые для упругих волн, распространяющихся вдоль оси [ 00] в алюминии, полученные с помощью неупругого рассеяния рентгеновских лучей. Значения для продольной и поперечной волн обозначены соответственно темными и светлыми точками. (По Уолкеру.)

Разумеется, такое рассеяние не ограничивается рассматриваемым диапазоном волн. Речь может идти, например, в случае изотропной плазмы о рассеянии поперечных волн на продольных или для магнитоактивной плазмы о рассеянии одних нормальных волн на других, лишь бы эти последние не были строго поперечными (см. [6], 39). [c.343]

Убыванию амплитуды рэлеевских волн вследствие поглощения и рассеяния звуковой энергии должны быть присущи особенности, характерные для продольных и поперечных волн, поскольку рэлеевская волна, как уже отмечалось, является комбинацией этих волн. [c.32]

В 3 гл. I было показано, что коэффициент затухания рэлеевских волн из-за поглощения и рассеяния в материале является линейной комбинацией, из соответствующих коэффициентов продольных и поперечных вол н, т. е. затухание поверхностных рэлеевских волн не больше, чем затухание объемных (.продольных и поперечных) воли. Но рэлеевские волны, в отличие от объемных, распространяются не в толще материала, а по его поверхности, поэтому амплитуда ультразвуковых рэлеевских волн убывает с расстоянием Я из-за расхождения. пучка как а не как 1// , что имеет место для объемных волн. Вследствие этого ультразвуковые рэлеевские волны могут распространяться на существенно большие расстояния, чем продольные и поперечные волны в тех же материалах. Поэтому для контроля ультразвуковыми рэлеевскими волнами доступны практически твердые материалы как с малым, так и с большим затуханием ультразвука. [c.138]

Основной вклад в интенсивность рассеянного света получается от дифракции света на продольной или квазипродольной волне. В продольной волне наибольший вклад получается для случая, когда падающий и рассеянный свет поляризованы перпендикулярно плоскости рассеяния (см. табл. 35, 36, 38—41). [c.380]

Разложение выполняют, считая, что величина ktb< 2n, где kt — волновое число для поперечной волны, а Ь — радиус диска. В падающей волне члены ряда имеют известные коэффициенты, а в рассеянных продольной и поперечной волнах — неизвестные. Они подлежат определению, исходя из граничных условий нормальные и тангенциальные напряжения на поверхности полого Диска равны нулю. Такие условия должны выполняться для членов одинаковой [c.48]

Задачу о дифракции на цилиндре решают путем разложения ( 1 потенциалов падающей и рассеянной волн в ряды по цилиндри- о,Б ческим функциям. Если за малую величину принимают Ы, где к — 0,5 волновое число для продольных или поперечных волн, й — диа-метр цилиндра, то полученное решение называют длинноволновым 0,3 приближением, а если 1/Ы — коротковолновым приближением. 0,2 [c.49]

В других случаях применяются специальные наклонные искатели для продольных воли, например, для контроля стыковых сварных швов на пластмассовых изделиях (раздел 28.17), поскольку поперечные волны характеризуются сильным затуханием звука. Для контроля аустенитных стыковых сварных швов тоже применяют такие наклонные искатели (раздел 28.16), так как рассеяние продольных волн на дендритной структуре сварного шва меньше, чем в случае поперечных волн [539]. [c.359]

Еа = Кривые нанесены в безразмерной форме скорость взята в виде отношения / q, где q — скорость распространения при нулевой частоте, причем =.EJp, а демпфирование выражено через величину a fl/jo и пропорционально специфическому рассеянию в теле. Из фигуры можно видеть, что демпфирование максимально при /7t=1,18 и что при частотах выше или ниже этого значения оно быстро падает. Можно провести сравнение кривой скорости на фиг. 28 с дисперсионными кривыми, показанными на фиг. 14, для продольных волн в упругом цилиндрическом стержне. Дисперсия в последнем вызвана чисто геометрическими факторами, здесь же она обусловлена вязко-упругими свойствами тела. Интересно отметить, что тенденции дисперсии противоположны в этих двух случаях высокочастотные волны распространяются быстрее низкочастотных в вязко-упругом теле, тогда как в упругом цилиндре, диаметр которого сравним с длиной волны, имеет место обратное. Интересно было бы исследовать распространение волн в вязко-упругом цилиндре, диаметр которого сравним с длиной волны, поскольку здесь имеют место два противоположных эффекта. [c.115]

Дельта-метод также используют для получения дополнительной информации о дефектах при контроле сварных соединений. В варианте, показанном на рис. 2.3, в, излучают поперечные, а принимают продольные волны. Эффективная трансформация поперечных волн в продольные на дефекте произойдет, если угол падения на плоский дефект меньше третьего критического или если продольная волна возникает в результате рассеяния на дефекте. Для создания хорошего контакта приемного прямого преобразователя с поверхностью сварного соединения поверхность выпуклости шва зачищают. С помошью этого метода довольно точно определяют положение дефекта вдоль сварного шва, что очень важно при его автоматической регистрации. [c.101]

Метод исполь.зует особенности формирования индикатрис рассеяния (ИР) продольных и поперечных волн для дефектов различного типа. В качестве примера на рис. 5.39 показаны некоторые ИР для несплавлений. Излучение осуществлялось преобразователем с переменным углом ввода, D p = 18 мм, / = 1,8 МГц углы падения поперечных волн у = 50° < 7 рз (сплошные линии), Y = 57° = 7крз (штрихпунктирные линии), 7 = 65° > 7 рз (штриховые линии). Поле продольных волн исследовалось точечным приемником на обеих поверхностях образцов. На основании анализа ИР трансформированных продольных волн можно выделить следующие закономерности. ИР состоят из двух лепестков максимум нижнего лепестка расположен под углом фн 10. .. 20°, максимум верхнего лепестка при фа = 180°. Физическая природа образования обоих лепестков различна. Верхний лепесток образуется в результате трансформации поперечной волны, падающей на острый край несплавления. Видно, что, если не считать небольшого подъема при Я = 6 мм, амплитуда краевой волны остается почти постоянной. [c.268]

Предлагаемая книга посвящена распространению ультразвуковьЕх волн в жидкостях, газах и твердых телах, рассматриваемых как сплошные среды с разными характеристиками упругости. В ней систематизированы вопросы, имеющие непосредственное отнощение к специфике ультразвука возможности генерирования направленных пучков плоских волн, высокой интенсивности ультразвукового излучения и т. д. В связи с этим основное внимание в книге уделено различным аспектам распространения плоских волн их общим характеристикам, затуханию, рассеянию на неоднородностях, отражению, преломлению, прохождению через слои, интерференции, дифракции, анализу нелинейных явлений, пондеромоторных сил, краевых и других эффектов в ограниченных пучках. Рассматриваются также сферические волны, которые формируются при пульсационных колебаниях сферических тел, в дальней зоне излучателей малых размеров, в ультразвуковых фокусирующих системах. Большинство из этих вопросов обсуждается применительно к продольным волнам для сред, обладающих объемной упругостью, а для других типов волн, в частности для сдвиговых волн в жидкостях и твердых телах, дополнительно рассматриваются те вопросы, которые составляют их специфику. К ним относятся граничные и нелинейные эффекты в твердых телах, трансформация волн, их дисперсия, поверхностные волны, соотношения между скоростями звука и модулями упругости в кристаллах, в том числе в пьезоэлектриках. [c.2]

Аналогичную дифракционную картину можно опи-сать при падении продольной волны (рис. 2.31). В настоящее время это свойство используют при оценке не только размеров дефектов и их формы, но и для оценки радиуса непроваров и трещин, что не удается осуществить ни одним из известных методов неразрушающего-контроля. Знание законов рассеяния дифрагированных сигналов позволяет оптимизировать размеры цилиндрических отражателей для настройки чувствительности ультразвукового контроля, углы разворота между излучающим и приемным преобразователями. Необходи- [c.58]

Для улучшения выявляемости дефекта на фоне структурных помех акустическое поле преобразователя следует максимально сконцентрировать в зоне предполагаемого расположения дефекта. Если дефект находится в дальней зоне, по возможности сужают диафамму направленности, увеличивая диамеф преобразователя. Если дефект попадает в ближнюю зону преобразователя, рекомендуется применять фокусировку ульфазвука. Полезно также уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколообразной формы, продольные волны вместо поперечных (для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи. [c.244]

Контроль прочности соединений слоев в биметаллах. Прочность соединения слоев биметаллов определяют в первую очередь по структуре фаничной зоны (наличию интерметаллических фаз и фещин, толщин диффузионных слоев и Т.Д.). В биметаллах, изготовленных сваркой взрывом, фаница раздела имеет волнистую поверхность, причем прочность соединения слоев определяется парамефами ее формы. Характеристика рассеяния УЗК волнистой поверхностью также определяется ее парамефами. На этой основе установлена корреляция между парамефами фаничной поверхности (амплитудой к и периодом А) и характеристиками диафаммы направленности рассеянного поля. На рис. 109 показаны зависимости амплитуды офаженного сигнала от парамефов фаничной поверхности для биметалла, изготовленного взрывом. С увеличением А увеличивается число рассеянных пучков продольных и поперечных волн и уменьшаются углы между ними. С возрастанием Л уменьшаются максимумы амплитуд рассеянных пучков и увеличивается относительная ширина диафаммы рассеянных полей. [c.290]

Из рис. 2.26, б следуем, что зависимости амплитуд рассеянных намоделях рэлеевских волн отйДпне монотонные, а сильно осциллирующие, причем для цилиндрического канала и полусферической выемки диаметров й < 1,7 Яд период этих осцилляций составляет примерно 0,80, а для полусферической выемки с диаметром 1,7Яд период равен примерно 0,45 (в единицах /Яд). Можно предположить по аналогии с рассеянием продольных волн на цилиндрической полости в твердой среде [123], что максимумы рассеяния в нашем случае соответствуют резонансам цилиндрической и полусферической полостей (канала и выемки). Цилиндрическая и полусферическая полости малого диаметра (й <1,7 кд) резонируют при одинаковых значениях й, что свидетельствует, по-видимому, о резонан [c.162]

Из рис. 28, а следует, что зависимости амплитуд рассеянных на моделях рэлеевских волн от й/Хя не монотонные, а сильно осциллирующие, причем для цилиндрического канала и полусферической выемки диаметров й<, 7 Хц период этих осцилляций составляет примерно 0,80, а для полусферической выемки с диаметром й> >, 7Хц период равен примерно 0,45. Можно предположить, по аналогии с рассеянием продольных волн на цилиндрической полости в твердой среде, что максимумы рассеяния в нашем случае соответствуют резонансам цилиндрической и полусферической полостей (канала и выемки). Цилиндрическая и полусферическая полости малого диаметра (1<, 7 Х ) резонируют при одинаковых значениях (1, что свидетельствует, но-видимому, о резонансах периметра размером в этих случаях. При (1>, 7 Хцу полусферической выемки наблюдаются новые резонансы, связанные со спецификой ее геометрии по сравнению с цилиндрическим каналом. Сравнивая кривые / и 2 на рис. 28, а, можно заметить, что цилиндрическая полость рассеивает рэлеевские волны существенно сильнее, чем полусферическая. При рассеянии на цилиндрическом канале амплитуда рассеянной рэлеевской волны сначала возрастает с увели 1ением глубины канала, а затем, слегка осциллируя, уменьшаете (см. рис. 28, б). [c.76]

В соответствии с приведенной элементарной теорией отражения продольных волн от отражателя (дефекта) в твердом теле не учитывается попутно возникающая поперечная волна. У отражателей, размер которых во много раз превышает длину волны, эта волна гораздо слабее продольной, но при малых отражателях обе волны сопоставимы. Процесс, который далее называется рассеянием, рассчитал в частности Харуми с соавторами [619] для алюминия на рис. 5.8 он представлен в виде характеристик направленности рассеянных волн обоих типов. Однако здесь поперечная волна все же значительно слабее продольной. Можно видеть, что по мере уменьшения диаметра отражателя побочные пики (максимумы) исчезают. Рассеянная продольная волна по форме приближается к сферической, тогда как обе главные вершины поперечной волны удаляются от оси. [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...