Свойства УЗ колебаний

К зависимости от вида соединения и свойств свариваемого материала при УЗ-сварке в материале могут создаваться сдвиговые (металлы) или нормальные (пластмассы) колебания, причем для сварки пластмасс основным фактором служит нагрев вещества при возбуждении в нем механических УЗ-колебаний. [c.137]

Ширина полосы пропускания и равномерность АЧХ являются важными характеристиками пьезопреобразователей. Чем шире полоса пропускания, тем выше разрешающая способность УЗ-приборов, меньше мертвая зона, ниже погрешность определения толщины изделия, координат, скорости ультразвука. Для некоторых приборов, например ультразвуковых спектроскопов, широкая и равномерная полоса пропускания частот преобразователей является определяющим фактором качества контроля. Анализ работы преобразователей с плоскопараллельными пьезоэлементами и слоями показывает, что для них характерны ограниченная, весьма узкая полоса пропускания и продолжительный переходный процесс. Это обусловлено в основном двумя причинами многократными отражениями УЗ-колебаний в конструктивных элементах преобразователя и наличием ярко выраженных резонансных свойств пьезоэлемента. С целью расширения полосы пропускания следует применять преобразователи с неоднородным электрическим полем, физические свойства пьезоэлементов которых изменяются по толщине. [c.161]

Упругие свойства зерен, соединенных в плоскости сварки через оксидную пленку, а также их ориентация, форма и размеры отличаются от соответствующих параметров зерен качественного соединения. Эта особенность может быть использована при выявлении дефектов контактной сварки типа оксидных пленок. Экспериментально установлено, что при взаимодействии УЗ-волн, направленных в металл под углом 50 к плоскости сварки, амплитуды зеркальных сигналов от дефектов типа оксидных пленок превышают амплитуды сигналов структурных шумов бездефектного шва. Поскольку такие дефекты являются плоскими и характеризуются в основном зеркальным отражением, для их обнаружения рекомендуется применять зеркальный эхо-метод контроля по схеме тандем, т. е. прозвучивание шва двумя преобразователями, расположенными с одной стороны шва друг за другом при этом один преобразователь излучает УЗ-колебания, другой — принимает. [c.357]

Теневой и зеркально-теневой методы, также широко распространенные, основаны на уменьшении амплитуды УЗ-колебаний вследствие наличия несплошности на их пути (рис. 2.7,6, в). Чем крупнее дефект, тем слабее прошедший к приемнику сигнал. В теневом методе (рис. 2.7, б) УЗ-луч идет прямо от генератора к приемнику через контролируемый металл. Теневой метод применяют в основном для контроля проката малой и средней толщины, некоторых резиновых изделий (покрышек колес), для исследования упругих свойств стеклопластиков, бетона, графита и т. д. В отличие от эхо-метода те- [c.33]

Рассматриваемый метод контроля качества точечной сварки основан на свойстве поперечных УЗ-колебаний отражаться от границы твердый — жидкий металл. Поскольку поперечные колебания практически не могут распространяться в жидких средах, расплавленный металл ядра сварной точки, находясь на пути распространения колебаний, экранирует их. Амплитуда колебаний на приемнике уменьшается тем сильнее, чем больше величина зоны расплавленного металла. [c.200]

Технологии, основанные на использовании УЗ колебаний высокой интенсивности, обеспечивающих изменение свойств веществ и материалов, через которые эти колебания распространяются. [c.145]

Анализ процесса кристаллизации металлов в ультразвуковом поле показывает, что влияние УЗО на структуру и свойства металла определяется эффективностью проникновения ультразвука в объем расплава и к фронту кристаллизации. Поэтому управление процессом связано со способом введения колебаний в расплав, зависящим от технологии получения отливок и слитков (рис. 139). К настоящему времени установлено, что наиболее целесообразно применение УЗО расплава при непрерывном литье с введением колебаний непосредственно в лунку жидкого металла. Постоянное и не очень значительное количество металла, кристаллизующегося в единицу времени, позволяет использовать при УЗО источники колебаний меньшей мощности [346]. [c.225]

Применение ультразвука при дефектоскопии основано на способности ультразвуковых упругих колебаний с большой скоростью (до 12 ООО м/с) распространяться в твердых телах и отражаться от границы сред, имеющих различные акустические свойства. В УЗ-дефектоскопии используют несколько методов теневой, эхо-метод, резонансный и акустические методы — импедансный и метод свободных колебаний. [c.564]

Если элемент имеет два выходных канала, расположенных симметрично относительно оси сопла питания, то при отсутствии управляющего сигнала струя питания будет делиться приблизительно поровну между указанными выходными каналами. При наличии обратной связи такой элемент можно превратить в генератор колебаний. Действительно, пусть элемент, показанный на рис. 76, имеет каналы В2 и Вз, и Уз, причем Вз соединен с Уь а Вг с У3. Вследствие даже незначительной несимметрии элемента, которая практически неизбежна, начальное разделение расходов по входным каналам не будет строго одинаковым. Это приводит к неравенству входных сигналов и Хуз. При высоких усилительных свойствах элемента неравенство сигналов у и Хуз может оказаться достаточным, чтобы отклонить струю питания. При этом разность между А У и Хуз меняет знак. Далее описанный процесс будет периодически повторяться [85]. [c.188]

К. к. р. определяют многие важные свойства твёрдых тел, такие, как теплоёмкость, теплопроводность, поглощение УЗ, темп-ру Дебая и др. Так, напр., дебаевская теория теплоёмкости твёрдого тела основана на учёте вклада в теплоёмкость тепловых колебаний решётки, а дебаевская темп-ра определяется соотношением Гд со /А б, где со г — предельная [c.165]

Благодаря большой чувствительности УЗ-волн к изменению свойств среды с их помощью регистрируют дефекты, не выявляемые другими методами. Возможны различные варианты УЗ-методов, осуществляемые в режиме бегущих и стоячих волн, свободных и резонансных колебаний, а также в режиме пассивной регистрации упругих колебаний, возникающих при механических, тепловых, химических, радиационных и других воздействиях на объект контроля. При обработке информации могут быть определены различные характеристики УЗ-сигналов - частота, время, амплитуда, фаза, спектральный состав, плотности вероятностей распределения указанных характеристик. Наконец, простота схемной реализации основных функциональных узлов позволяет соз -дать простые и легко переносимые приборы для УЗ-контроля, имеющие автономные источники питания, рассчитанные на многие месяцы работы в полевых условиях. Отмеченные достоинства УЗ-метода в полной мере реализуются при проектировании и эксплуатации УЗ-приборов и систем НК только при правильном и достаточно глубоком понимании физических основ УЗ-контроля. Даже при автоматизированном УЗ-контроле остается значительной роль человеческого фактора в определении оптимальных условий контроля, интерпретации его результатов и обратном влиянии контроля на технологический процесс. Не менее важным является и дальнейшее развитие УЗ-метода с целью улучшения основных показателей его качества - чувствительности и достоверности - применительно к конкретным задачам технологического и эксплуатационного контроля. [c.138]

В УЗ дефектоскопии в качестве источников и приемников ультразвука используют материалы, обладающие пьезоэлектрическим эффектом, который заключается в появлении электрического заряда на гранях кристалла материала при приложении механического напряжения (прямой пьезоэффект). При воздействии механических колебаний на пластину из пьезоматериала (пьезопластину) между ее поверхностями возникает переменная электродвижущая сила. Существует и обратный пьезоэффект, заключающийся в деформации (изменении размеров) пластины под действием электрического поля. Характер деформации определяется полярностью приложенного напряжения если напряжение переменное, то размеры пластины изменйются с частотой приложенного поля. Таким образом, с помощью пьезопластины можно преобразовывать УЗ колебания в электрические и наоборот. Впервые пьезоэлектрические свойства были обнаружены у горного хрусталя — одной из разновидностей кварца. [c.23]

В последнее время для изготовления пьезопреобразователей широко использовали пьезопластины из титаната бария — материала, получаемого искусственно, его пьезоэффект в 50 раз больше, чем у кварца. К недостаткам титаната бария следует отнести большие механические и диэлектрические потери, что приводит к его перегреву при работе при температуре 90° С пьезоэлектрические свойства значительно снижаются, а при 120° С (точка Кюри) исчезают. Широко используют и другую керамику — смесь циркония с титанатом свинца (ЦТС), у которой пьезоэффект вдвое выше, чем у титаната бария, и сохраняется до температуры 320° С. Толщину d пьезопластины в УЗ преобразователе для обеспечения резонансного режима и максимальной мощности излучения выбирают такой, чтобы собственная частота /о пластины соответствовала частоте УЗ колебаний = Х/2. [c.23]

Основные свойства упругих колебаний высокой частоты или ультразвуковых колебаний, как известно, описываются теми же закономерностями, что и свойства колебаний звукового диапазона. В частности, это касается условий распространения упругих волн в сплошной изотропной среде, обладающей упругими свойствами. Однако ультразвуковые колебания могут быть примен1 ны для решения ряда новых задач. Примером может служить исследование изменения различных характеристик жидких и твердых тел в зависимости от скорости распространения ультразвука и коэффициента затухания с помощью импульсно-фазового компенсационного метода приборами типа УЗИХ, разработанных Н. И. Бражниковым [9], [10]. Погрешность измерений скорости ультразвука такими приборами составляет 0,007 и 0,003% на частотах соответственно 1 и [c.291]

Эти преобразователи выпускаются с углами призм 30, 40 и 50° на частоту 5 МГц. Призмы преобразователей изготавливают из поликарбоната дифлок — материала с с высокой теплостойкостью, морозостойкостью и низким водопоглощением. Стабильность свойств поликарбоната сохраняется в диапазоне температур от —100 до +100°С. Затухание в нем УЗ-колебаний примерно в 3—4 раза выше, чем в плексигласе, что обеспечивает уменьшение реверберационных помех. Износостойкость поликарбоната в 3 раза выше износостойкости оргстекла. [c.91]

Продольный размер пьезоэлемента (его толщина), опреде. свойствами материала и заданной рабочей частотой. При использо ш>езоматериалов типа ЦТС или ПКР, характеризуемых скор распространения продольных УЗ колебаний >. 3500 м/с, полувол резонансный преобразователь на частоту 22 кГц будет иметь продо. размер, равный [c.28]

М. п. представляет собой сердечник из магнито-стрикционных материалов с обмоткой. Протекающий по обмотке М. п. переменный ток от внеш. источника создаёт в сердечнике переменное магн. поле (намагниченность), к-рое вызывает его механич. колебания. И наоборот, колебания сердечника М. п. под действием внеш. переменной силы преобразуются в переменную намагниченность, наводящую в обмотке переменную аде. Электрич. импеданс обмотки М. п, в областях частот, лежащих вблизи собств. частот колебаний сердечника, в значит, степени определяется механич. параметрами сердечника, рассматриваемого как колебат. система. В соответствии с этими свойствами М. и. используют в УЗ-техннке, гидроакустике, акустозлектронике и ряде др. областей техники в качестве излучателей и приёмников звука, разнообразных датчиков колебаний, фильтров, резонаторов, стабилизаторов частоты и др. [c.9]

К параметрам режима УЗО, определяющим качество поверхностного слоя (рис. 64), т. е. структуру тонкого слоя, и, следовательно, эксплуатационные свойства, откосятся статическая сила Рст> амплитуда колебаний инструмента А и радиус г закругления (его рабочей части), частота колебаний f, эффективная масса инструмента М, продольная подача 5, число проходов I, скорость обрабатываемой детали о, ее диаметр й, исходная шероховатость На (,у., круговая частота и колебаний инструмента и др. При этом для процесса характерны высокая частота ультразвуковых колебаний (/ ж 2-10 Гц), незначительная амплитуда (А = 10- 20 мкм), небольшая статическая сила (Рст = = ЗО-ьЗОО Н), весьма малое время контакта инструмента с деталью (т = З-Ю" с), большое значение отношения тангенциальной силы к нормальной Pт/PN О>7), значительная колебательная скорость инструмента (П1 = 2я/Л 2-4-3 м/с), ускорение / = (2я/) А > [c.286]

Наибольшей способностью к нагреву при циклическом нагружении обладают кристаллизующиеся термопласты полиолефины, ПА, ПОМ и др. Чтобы уменьшить поглощение УЗ-энергии объемом эластичных ПМ, например, при дистанционной УЗ-сварке (см. раздел 6), необходимо предварительным охлаждением вызвать застекловывание материала. Этим же свойством обусловлена способность ПМ хорошо поглощать колебания и звук. Она у них приблизительно в 10 раз выше, чем у стали [26]. [c.40]

Рациональность УЗ-контроля сваренных труб обусловлена тем, что данный метод позволяет контролировать трубы со скоростью, совместимой с высокими темпами укладки трубопроводов. УЗ-контроль качества сварных соединений на изделиях из термопластов несколько отличается от УЗ-контроля изделий из стали. Эти отличия обусловлены физико-механическими свойствами термопластов. Во-первых, при УЗ-контроле термопластов используют продольные УЗ-волны во-вторых, в термопластах наблюдается поглощение колебаний и величина этого поглощения у разных термопластов различна. В связи с последним требуется изменять частоту колебаний. Так, например, если при контроле качества стыковых сварных соединений ПЭНП удавалось уверенно находить дефекты в шве при частоте -2 МГц, то при контроле таких же сварных соединений ПП или полибутена частоту УЗ приходилось снижать до 1 МГц [122, с. 47]. При одностороннем контроле обнаруживают дефекты на глубине до 15 мм, а при двухстороннем — до 30 мм [132]. [c.380]

Акустические свойства крови - свойства, связанные с особенностями распространения, затухания акустических колебаний. В медицине используются акустические измерения скорости кровотока, измерения размеров эритроцитарных агрегатов в крови. При облучении ультразвуком небольших интенсивностей происходят интересные явления, например, группировка эритроцитов в поле и последующее агрегатообразование. УЗ облучение большой интенсивности вызывает деструкцию клеточной [c.497]

На рис. 5.2.4, б представлены ква-зигармонические колебания с непрерывным изменением частоты. Подобные колебания могут иметь место во время разгона или торможения вращающихся узлов машин и механизмов. На рис. 5.2.4, в, г даны случайные колебания (широкополосные — 6, узкополосные — г). Подобные колебания часто носят название — вибрация. Широкополосная вибрация имеет место на реальных узлах машин в окрестности источника ее возбуждения. По мере удаления от источника возбуждения в силу демпфирующих свойств конструкции часть частот из спектра широкополосной вибрации исчезает (обычно высокие частоты) и она превращается в узкополосную случайную вибрацию. При воздействии на упругую конструкцию или систему широкополосного случайного возбуждения на ней возникает узкополосная случайная вибрация (ниже случайные колебания уз- [c.840]

ВОЙ V3( Xa). Однако частота Vj(X,j O), соответствующая частоте Уз(СХа), отличается по типу симметрии от той частоты молекулы, которая соответствует частоте v . Поэтому кривые V3( X.2) и Vj X O) близки друг к другу на всем протяжении и частоту V4 можно считать характеристической частотой группы СХ при любых значениях массы Wx- С другой стороны, в соответствии с вышеприведенным общим правилом частоты Vj( X.2) и не характеризуют колебаний отдельных групп, если (для некоторого т ) они имеют одинаковые значения. В этом последнем случае происходит резонанс, благодаря которому истинные частоты всей молекулы как целого, v, и имеют совсем другую величину. Таким образом, частоты Vj и v,2 являются характеристическими частотами валентных колебаний при малых и при больших значениях /Их. но теряют это свойство в промежуточной области. В то же время неоэходимо иметь в виду, что частота Vj (т. е. наибольшая полносимметричная частота) при малых относится к колебанию С — X [приближенно Vj( X.,). см. фиг. 65,а], а при больших Отх — к колебанию С — О (приближенно v ) обратная картина имеет место для частоты V.J. [c.219]

Ультразвук (УЗ) — упругие колебания и волны, частота к-рых превышает (1,5—2)-10 Гц (15—20 кГц). Нижняя граница области УЗ-вых частот отделяюш ая её от области слышимого звука, определяется субъективными свойствами человеческого слуха и является условной, поскольку верхняя граница слухового восприятия человека имеет значительный разброс для различных индивидуумов. Верхняя граница УЗ-вых частот обусловлена физич. природой упругих волн, к-рые могут распространяться лишь в материальной среде, т. е. при условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул в газах или межатомных расстояний в жидкостях и твёрдых телах. Поэтому в газах верхнюю границу частот УЗ определяют из условия приблизительного равенства длины звуковой волны и длины свободного пробега молекул при нормальном давлении она составляет 10 Гц в жидкостях и твёрдых телах определяюш им является равенство длины волны межатомным расстояниям, и граничная частота достигает 10 —10 Гц. В зависимости от длины волны и частоты УЗ обладает специфич. особенностями излучения, приёма, распространения и применения, поэтому область УЗ-вых частот удобно подразделить на три подобласти низкие УЗ-вые частоты (1,5 10 —10" Гц), средние (10 —10 Гц) и высокие (10 —10 Гц). Упругие волны с частотами 10 —10 Гц принято называть гиперзвуком. [c.9]

Излучатели второго типа основываются на различных физич. эффектах электромеханич. преобразования. Как правило, они линейны, т. е. воспроизводят по форме возбуждающий электрич. сигнал. Большинство излучателей УЗ предназначено для работы на к.-л. одной частоте, поэтому в устройстве излучающих преобразователей обычно используются резонансные колебания механич. системы, что позволяет существенно повысить их эффективность. Преобразователи без излучающей механич. системы, напр, основанные на электрич. разряде в жидкости, применяются редко. В низкочастотном УЗ-вом диапазоне применяются электродинамические излучатели и излучающие магни-тострикционные преобразователи и пьезоэлектрические преобразователи. Элект-родинамич. излучателп используются на самых низких ультразвуковых частотах, а также в диапазоне слышимых частот. Наиболее широкое распространение в низкочастотном диапазоне УЗ получили излучатели магнитострикционного и пьезоэлектрич. типов. Основу магнитострикционных преобразователей составляет сердечник из магнитострикционного материала (никеля, специальных сплавов или ферритов) в форме стержня или кольца. Пьезоэлектрич. излучатели для этого диапазона частот имеют обычно составную стержневую конструкцию в виде пластины из пьезокерамики или пьезоэлектрич. кристалла, зажатой между двумя металлич. блоками. В магнитострикционных и пьезоэлектрич. преобразователях, рассчитанных на звуковые частоты, используются изгибные колебания пластин и стержней или радиальные колебания колец. В среднечастотном диапазоне УЗ применяются почти исключительно пьезоэлектрич. излучатели в виде пластин из пьезокерамики или кристаллов пьезоэлектриков (кварца, дигидрофосфата калия, ниобата лития и др.), совершающих продольные или сдвиговые резонансные колебания по толщине. Кпд пьезоэлектрич. и магнитострикционных преобразователей при излучении в жидкость и твёрдое тело в низкочастотном и среднечастотном диапазонах составляет 50—90%. Интенсивность излучения может достигать нескольких Вт/см у серийных пьезоэлектрич. излучателей и нескольких десятков Вт/см у магнитострикционных излучателей она ограничивается прочностью и нелинейными свойствами материала излучателей. Для увеличения интенсивности и амплитуды колебаний используют УЗ-вые концентраторы. В диапазоне средних УЗ-вых частот концентратор представляет собой фокусирующую систему, чаще всего в виде пьезоэлектрич. преобразователя вогнутой формы, излучающего сходящуюся сферич. или цилиндрич. волну. В фокусе подобных концентраторов достигается интенсивность 10 —10 Вт/см на частотах порядка МГц. В низкочастотном диапазоне используются концентраторы — трансформаторы колебательной скорости в виде резонансных стержней переменного сечения, позволяющие получать амплитуды смещения до 50—80 мкм. [c.14]

Участки кристалла вблизи Д. находятся в упруго напряжённом состоянии. Напряжения убывают обратно пропорционально расстоянрш от Д. Упругая энергия, обусловленная полем напряжений Д., составляет 10" эрг на 1 см её длины. Д. могут перемещаться в кристалле, вызывая его пластич. деформацию. Перемещению Д. препятствуют не только прочность разрываемых межатомных связей, но и рассеяние тепловых колебаний атомов и электронов проводимости в упругоискажённой области кристалла, окружающей движущиеся Д., а также упругое взаимодействие с другими Д., с атомами примесных элементов в твёрдых раство рах, межзёренные границы в поликристаллах и др. дефекты в кристаллах. Д. обычно образуются при кристаллизации, но могут возникать в кристалле ири пластич. деформации. Д. определяют многие физич. свойства кристаллов, они, в частности, вносят значительный вклад в поглощение УЗ (см. Дислокационное поглощение). [c.116]

УЗ-вые методы широко применяются для изучения свойств, состава и строения веществ при научных исследованиях и в промышленном производстве, для измерений и контроля изделий, для исследований и контроля различных физич. и химич. технологич. процессов, для измерения скоро-сте потоков жидкостей и газов, для исследованш органов и функций человеческого организма и т. п. Эти применения основываются на зависимости скорости и затухания УЗ-вых волн в веществе от его состава и структуры, на использовании отражения и рассеяния УЗ на границе между средами с различными волновыми сопротивлениями и на изменении параметров резонансных колебаний твёрдых тел в зависимости от свойств окружающей среды. [c.166]

НИИ в жидкость в докавитационном режиме) нелинейностью свойств материала, обусловленной явлением магнитного насыщения. Для излучателей из никеля /щах достигает 10—20 Вт/см , для излучателей из железокобальтовых сплавов (пермендюр, гипер-ко) /щах составляет несколько десятков Вт/см , для ферритовых излучателей- 10 Вт/см . При работе с малой нагрузкой (напр., в УЗ-вых инструментах) ограничивающим фактором является механическая прочность материала. Так, у ферритовых излучателей в отсутствии нагрузки амплитуда колебаний ограничивается величиной 2 мкм на частотах 20—40 кГц, у металлич. излучателей амплитуда может достигать 10 мкм и более. Высокая механич. прочность, отсутствие специальных требований к гидро-и электроизоляции сердечника являются достоинствами М. п., определяющими в нек-рых случаях их преимущество перед пьезоэлектрическими преобразователями при использовании в диапазоне частот от 1 до 100 кГц для целей гидроакустики и УЗ-вой технологии. При использовании ферритовых М. п. в фильтрах и резонаторах добротность их достигает десят- [c.199]

УЗ-вые колебания, сообщаемые режущим инструментам, вызывают изменение кинематики резания периодически изменяются величина и направление вектора действительной скорости резания Кр = г + 2я/Лс082я/ (где и — скорость перемещения заготовки, А 11 I — амплитуда и частота колебаний инструмента), кинематич. углы инструмента, толщина срезаемого слоя и др. Эффект действия УЗ на процесс резания зависит от величин А и /, от отношения колебательной скорости 2л IА к скорости V, от сечения срезаемого слоя и от физико-механич. и теп-лофизич. свойств обрабатываемого и инструментального материалов. Наибольший эффект в направлении улучшения качества обрабатываемой поверхности, уменьшения сил резания и повышения точности обработки достигается при возбуждении тангенциальных УЗ-вых колебаний малой амплитуды и резании с небольшими скоростями, малыми значениями подачи детали и глубины её резания. [c.215]

Р. в. широко используются во всех областях науки и техники. Так, нанр., низкочастотные (Ю —10 Гц) Р. в. используются в сейсмологии для регистрации землетрясений и в сейсморазведке. В УЗ-вом диапазоне частот Р. в. применяются для всестороннего контроля поверхностного слоя образца исследования характеристик поверхностного слоя, выявления поверхностных и околоповерхностных дефектов (см. Дефектоскопия) определения остаточных напряжений поверхностного слоя металла, термич. и механич. свойств поверхностного слоя образца. Гиперзвуковые Р. в. (10 — 10 Гц) широко используются в акустоэлектронике при создании преобразователей электрич. сигналов, ультра- и гиперзвуковых линий задержки, усилителей электромагнитных колебаний и систем для обработки информации. [c.309]

Действие ультразвукового Т. основано на изменении резонансных свойств стержневой колебательной системы при механическом контакте её рабочего торца с твёрдым телом. Т. состоит из преобразователя 1 (рис.), волновода 2 с индентором 3 на конце в виде конуса Роквелла или пирамиды Виккерса, генератора 5, возбуждаю-п],его резонансные УЗ-вые колебания в колебательной системе преобразователь — волновод — индентор, и ре-гистрируюпдего устройства 4. Частота колебаний составляет 20—40 кГц, амплитуда колебательных смещений индентора — 1 мкм, добротность колебательной системы — —нескольких сотен. При измерениях индентор прижимается к контролируемой поверхности с постоянной силой до [c.340]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...