Акустические свойства сред.

Скорости волн являются свойствами среды: для жидкостей и газов – продольных волн, а для твердых тел – продольных и поперечных.

Волновое сопротивление равно произведению скорости волны č на плотность среды r : z = r č.

Коэффициент затухания определяется способностью среды гасить акустические волны.

Скорость продольной волны пропорциональна поперечной - , где М – модуль нормальной упругости (для продольной волны или модуль сдвига для поперечной волны), а r – плотность среды. Таким образом, эти скорости возрастают с увеличением упругости среды и уменьшаются с увеличением плотности, т.е. колеблющейся массы.

Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения и рассеивания:

d = dп + dр.

При поглощении акустическая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии энергия остаются звуковой, но уходит из направленно распространяющейся волны.

Для жидкостей и газов, не засоренных пылью, пузырьками и т.п. рассеяние отсутствует, а коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты: d = d’ f2.

Для твердых материалов коэффициент поглощения dп чаще всего пропорционален частоте. Коэффициент dр = 0 для аморфных веществ (стекло, однородные пластмассы). Для поликристаллических веществ dр увеличивается с ростом упругой анизотропии материала (изменении скорости по разным направлениям в кристалле), среднего размера кристаллов D и частоты: dр ~ fn (n изменяется от 2 до 4). В области l / D = 4 …10 величина dр ~ D f2 , а при l > 10 D величина dр ~ D3 f4 .К примеру, в малоуглеродистой стали при l > 10 D для продольных и поперечных волн:

;

,

здесь D – в мм, f – в МГц, d - в Нп/м. Таким образом, коэффициент затухания возрастает с увеличение частоты (рис.2.10).

Способ измерения скорости с помощью универсального звукового дефектоскопа состоит в сравнении времени распространения импульса в объект контроля с временем распространения в каком либо образце с известной скоростью. В серийном дефектоскопе УД2-12 имеется шкала измерения времени, поэтому возможно прямое измерение скорости.

Способы измерения коэффициента затухания основаны на измерении амплитуд импульсов, прошедших разный путь в материале, например, при многократном отражении между поверхностями образца. При этом учитывают потери на дифракционное ослабление и неполное отражение от границ образца с преобразователем и другими средами.

В таблице 2.4 указаны приближенные значения коэффициентов затухания для различных твердых материалов и возможности их ультразвукового контроля на частоте 2 МГц.

 

Таблица 2.4.

Коэффициент затухания продольных волн для различных материалов.

Коэффиц. затухания d, дБ/м Материал изделия Максимальная толщина, доступ-ная контролю, м
  0,1 – 10 (низкий) Отливки из алюминия и магния чистые и слаболегированные. Штамповки (чистые и низколегированные): сталь, алюминий, магний, серебро, никель, вольфрам, титан. Неметаллы: стекло, фарфор.   1 - 10
10 – 100 (средний) Отливки: алюминиевые и магниевые сплавы, низколегированная сталь, чугун со сфероидальным графитом. Штамповки: медь, латунь, бронза, металлокерамика.   0,1 - 1
  Свыше 100 (высокий) Пластики (оргстекло, резина, поливинилхлорид, синтетические смолы). Пластики с наполнителями и резиной, вулканизированная резина, дерево. Литье: высоколегированная сталь, серый чугун, медь, инк, латунь, бронза. Неметаллы: пористая керамика, горные породы.     0 – 0,1

 

 








Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 2054;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.