Рэлеевские волны на границе с жидкостью

РЭЛЕЕВСКИЕ ВОЛНЫ НА ГРАНИЦЕ С ЖИДКОСТЬЮ [c.135]

Экспериментальные исследования по распространению ультразвуковых рэлеевских волн на границе с жидкостью, описанные в работе [116], проводились на импульсной установке, состоящей из генератора синусоидальных колебаний, модулятора, смесителя, усилителя, фазовращателя и индикатора (осциллоскоп). Измерения были выполнены на частотах 1, 2, 3 МГц при длительностях импульсов 10—50 мкс. Форма импульсов была прямоугольная. Рэлеевские волны распространялись по поверхностям алюминиевых и стальных брусков прямоугольного сечения размером 20 X 20 X 400 мм. Условия распространения на границе твердого и жидкого полупространств имитировались погружением одного конца бруска в ванну с жидкостью. При этом рэлеевские волны. Переходя с одной боковой поверхности бруска через торец на другую поверхность, часть пути проходили в контакте с жидкостью. Изменением глубины погружения бруска й жидкость определялись исходные данные для расчета затухания и изменения фазовой скорости рэлеевской волны из-за влияния жидкости. Излучение и прием рэле- [c.142]

Влияние жидкости на волны Лэмба существенным образом зависит от соотношения фазовых скоростей этих волн и скорости волн в жидкости. Практически во всех случаях и для всех волн, кроме волны а , выполняется условие Сх< Св,а-Из физических соображений ясно, что при этом распространение волны в пластинке будет связано с излучением ее энергии в жидкость и соответственно с затуханием вдоль направления распространения. Это полностью аналогично случаю рэлеевской волны на границе твердого и жидкого полупространств. Для оценки затухания и изменения фазовой скорости волн Лэмба в работе [52], а также нами из уравнения (11.43), (11.44) были сделаны расчеты комплексных волновых чисел [c.132]

Перейдем теперь к рассмотрению плоских гармонических поверхностных волн на границе твердого полупространства и плоского жидкого слоя толщины /г, вторая граница которого свободна. По-прежнему нас будут интересовать волны, переходящие при стремлении плотности жидкости, к нулю в рэлеевские волны в твердом теле. Теоретическое и экспериментальное исследования таких волн описаны в работе [29]. Изложим ее результаты. Введем систему координат с началом на поверхности полупространства с осью х, по-прежнему совпадающей с направлением распространения волны и осью 2, направленной в глубь полупространства. Повторяя рас- [c.59]

Если твёрдое тело граничит с жидкостью и скорость внука в жидкости меньше скорости в твёрдом теле (это справедливо почти для всех реальных сред), то на границе твёрдого тела и жидкости возможно распространение затухающей волны рэлеевского типа. Эта волна при распространении непрерывно излучает энергию в жидкость, образуя в ней отходящую от границы неоднородную волну (рис., 6). Фазовая скорость данной ПАВ с точностью до процентов равна С ., а коэф. затухания на длине волны 0,1, т. е. на пути 10 1. волна затухает примерно в е раз. Распределение по глубине [c.649]

Из рис. 2.15, а, (i видно, что наличие жидкости на границе упругого полупространства увеличивает фазовую скорость поверхностной волны рэлеевского типа в полупространстве, причем тем больше, чем больше отношение рж/р- Зависимость приращения скорости от г и v тоже монотонная с ростом г и V приращение уменьшается. Следует отметить, что увеличение скорости поверхностной волны невелико при средних значениях параметров, когда рж/р = 0,50, V = 0,25 и г = 5 относительное увеличение составляет 0,0012, т. е. примерно 0,1%. [c.136]

Помимо затухающей П. в., на границе жидкости и твёрдого тела всегда существует незатухающая П. в., бегущая вдоль границы с фазовой скоростью, меньшей скорости волны в жидкости и скоростей продольных С1 и поперечных f волн в твёрдом теле. Эта П. в., являясь волной с вертикальной поляризацией, имеет совершенно другую структуру и скорость, чем рэлеевская волна. Она (рис. в) состоит из слабо неоднородной волны в жидкости, амплитуда к-рой [c.255]

Рэлея волны, распространяющиеся вдоль границы тв. тела с вакуумом или достаточно разрежённой газовой средой (рис., а). Фазовая скорость волн Рэлея с/г 0,9 f, где с — фазовая скорость плоской поперечной волны. Если ТВ. тело граничит с жидкостью и скорость звука в жидкости ТВ. теле, то на границе возможно распространение затухающей волны рэлеевского типа (рис., б) с фазовой скоростью, на неск. % меньшей С/ . Помимо затухающей ПАВ на границе жидкости и тв. тела всегда существует незатухающая ПАВ с вертикальной поляризацией, бегущая вдоль границы с фазовой скоростью, меньшей и скоростей продольных С1 и поперечных f волн в тв. теле (рис., в). [c.552]

В линейной постановке исследована термокапиллярная неустойчивость равновесия цилиндрического слоя вязкой теплопроводной жидкости при радиальном градиенте температуры относительно возмущений произвольного вида. Показано, что влияние рэлеевского механизма неустойчивости приводит к появлению монотонных возмущений нового типа. Нейтральная кривая для стационарных возмущений при этом распадается на две самостоятельные части, каждая из которых соответствует своему виду возмущений. Обнаружено, что для деформируемой свободной границы появляются новые осциллирующие возмущения, реализующиеся в виде поверхностных волн. Установлено, что поведение зтих возмущений в случае осевой симметрии полностью совпадает с поведением колебательных возмущений в плоском слое. [c.3]

Импульсный эхо-метод контроля возможно осуществить еще в иммерсионном варианте, т. е. при погружении контролируемой детали в ванну с жидкостью и излучении ультразвуковых волн в жидкость с последуюш им преобразованием их в рэлеевские волны в детали. При таком способе контроля устраняется трудность создания стабильного и надежного акустического контакта между излучателем рэлеевских волн (который в процессе контроля должен помещаться в разные участки детали) и самой деталью. Поэтому иммерсионный вариант контроля очень удобен для автоматического контроля деталей, Одпако, как было показано в 6 гл, I, рэлеевские волны на границе жидкости и твердого тела затухают из-за излучения энергии в жидкость и эффективный радиус их распространения соста вляет в среднем десять длин волн. Вследствие этого при иммерсионном варианте контроля рэлеевскими волнами необходимо осуществлять контроль детали по частям , последовательно перемещая излучатель в ванне над всеми участками детали. По-видимому, из-за этого иммерсионный вариант контроля рэлеевскими волнами не получил широкого раст1ространен,ия. [c.139]

В рамках данной книги мы будем рассматривать только ультразвуковые рэлеевские волны на свободной границе твердого тела или на границе твердого тела с жидкостью малой плотности. Поверхностные рэлеевские волны более сложного типа на ультразвуковых частотах не имеют практического применения. Для простоты будем рассматривать плоские гармонические ультразвуковые рэлеевские волны. Термин ультразвуковые для краткости будем опускать, тем более, что большинство свойств ультразвуковых рэлеевских волн присуще рэле-евским волнам любых частот. [c.12]

Когда С2>С1 и имеется критич. угол 0,фят, в среде I помимо отражённой сферич. волны возникает ещё одна компонента отражённого излучения. Лучи, падающие на границу раздела под критич. углом Окрит- возбуждают в среде II волну, к-рая распространяется со скоростью С2 вдоль поверхности — раздела и переиалучается в среду I, формируя т. н. боковую волну. Её фронт образуют точки, до к-рых в один и тот же момент времени дошли лучи, вышедшие из точки О вдоль ОА и затем перешедшие снова в среду I в разл. точках границы раздела от точки А до точки С, в к-рой в этот момент находится фронт преломлённой волны. В плоскости чертежа фронт боковой волны представляет собой прямолинейный отрезок СВ, наклонённый к границе под углом и простирающийся до точки В, где он смыкается с фронтом зеркально отражённой сферич. волны. В пространстве фронт боковой волны представляет собой поверхность усечённого конуса, возникающего при вращении отрезка СВ вокруг прямой 00. При отражении сферич, волны в жидкости от поверхности твёрдого тела подобная же конич. волна образуется за счёт возбуждения на границе раздела вытекающей рэлеевской волны. Отражение сферич. волн — один из основных эксперим. методов геоакустики, сейсмологии, гидроакустики и акустики океана. [c.508]

Мы рассмотрели на простейшем примере плоских гармонических рэлеевских волн в идеально упругом изотропном и однородном полупространствах наиболее общие свойства этих волн (скорость, характер движения в волне и т. д.), В неоднородных и анизотропных средах структура и свойства рэлеевских волн значительно сложнее, причем имеются такие анизотропные среды (например, кристаллы триклинной системы), в которых рэлеевские волны вообще не могут существовать. Иногда под волнами Рэлея понимают волны не только на свободной границе твердого тела, но также поверхностные волны более общего типа, возникающие на границе твердого тела с жидкостью и на границе системы твердых или жидких слоев с твердым полупространством. На границе твердого и жидкого полупространств рэлеевские волны существуют всегда в остальных случаях они сущест- [c.11]

В монографии [28] показано, что при условии с <Ссц, которое выполняется почти для всех реальных сред, уравнение (1.46) имеет (наряду с вещественным) комплексный корень к, соответствующий системе трех волн (одна в жидкости И две в твердом теле), переходящих при стремлении плотности жидкости к нулю в рэлеевскую волну в твердом теле. Комплексность этого корня имеет простой физический смысл поверхностная волна в этом случае непрерывно излучает энергию в жидкость, образуя в ней отходящую от границы неоднорюдную волну. Именно этот тип поверхностной волны, аналогичной волне Рэлея, представляет большой интерес в иммерсионной ультразвуковой дефектоскопии и других областях ультразвуковой практики. Исследование названного типа поверхностных волн производилось рядом авторов, но всегда делалось в предположении малости влияния жвдкости на твердое тело. [c.57]

Если твёрдое тело граничит с жидкостью и скорость звука в жидкости Су меньше скорости с л в твёрдом теле (это справедливо почти для всех реальных сред), то на границе твёрдого тела и жидкости возможно распространение затухающей волны рэле-евского типа. Эта волна при распространении непрерывно излучает энергию в жидкость, образуя в ней отходящую от границы неоднородную волну (рис. б). Фазовая скорость данной поверхностной волны с точностью до процентов равна сц, а коэфф. затухания на длине волны 0,1, т. е. на пути 10Я волна затухает примерно в е раз. Распределение по глубине смещений и напряжений в такой волне в твёрдом теле подобно распределению в рэлеевской волне. [c.255]

Если твердое тело граничит с жидкостью, скорость звука в которой Сж меньше s.jo вдоль границы распространяется волна рэлеевского типа со скоростью, близкой к Са. Она порождает в жидкости боковую волну и вследствие этого затухает (рис. 1.3, а кривая вблизи оси у показывает уменьшение амплитуды волны с глубиной). Для границы сталь — вода амплитуда ее уменьшается в е раз на расстоянии lOXs. По этому признаку волну относят к классу вытекающих. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...