Падающая продольная волна
Cтраница 2
Наклонный преобразователь с углом призмы между первым и вторым критическими значениями излучает в основном вертикально поляризованную поперечную волну. Если считать, что продольная волна в призме плоская, то в ОК должна возбудиться поперечная волна с вертикальной поляризацией, поскольку в падающей продольной волне в плоскости падения колебания происходят только в этой плоскости. Однако волна в призме - не идеально плоская, в ней наблюдается расхождение лучей. В результате в ОК кроме поперечной наблюдается также продольная волна, тем более интенсивная, чем угол призмы ближе к первому критическому. [16]
Установлено, что возбуждаются продольная и поперечная объемные волны, поверхностная и вытекающая волны, а также продольная и поперечные SV - и SH-волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности. В дефектоскопии продольные и поперечные волны вдоль поверхности называют головными. На практике головные волны возбуждают с помощью наклонно падающей продольной волны из внешней среды ( призмы) на границу с контролируемым изделием под первым и вторым критическими углами ( см. под-разд. [17]
Продольную волну обычно возбуждают с помощью преобразователя с пластиной, колеблющейся по толщине ( см. подразд. Поперечную SV-волну, как правило, возбуждают путем трансформации продольной волны, падающей из внешней среды и преломляющейся на поверхности твердого тела ( см. подразд. SH-волну таким способом получить невозможно, поскольку в падающей продольной волне отсутствует составляющая, перпендикулярная плоскости падения. Именно трудность возбуждения ограничивает применение 5Я - волн. Эти волны возбуждают с помощью электромагнитно-акустических преобразователей, а чаще - с помощью пластины кварца Y-среза, приклеенной к поверхности изделия ( см. подразд. [18]
Продольную волну обычно возбуждают с помощью преобразователя, вызывающего деформацию растяжения-сжатия на части поверхности ОК, а поперечную волну - вызывающего деформацию сдвига. Гораздо чаще, однако, наклонную к поверхности вертикально поляризованную волну возбуждают с помощью продольной волны, наклонно падающей на поверхность ОК из внешней среды. Как будет показано в § 1.3, при этом происходит трансформация падающей продольной волны в поперечную. Внешнюю среду, из которой наклонно падает продольная волна, называют призмой преобразователя. [19]
В других протяженных телах ( большой длины) тоже могут возбуждаться направленные волны, соответствующие форме этих тел, например в стержнях. Кроме того, имеется большое разнообразие изгибных, крутильных и радиальных волн вместе с их высшими гармониками, которые лишь редко используются для контроля материалов. Эти волны, как впрочем и волны в пластинах, могут возбуждаться не только при преобразовании моды падающей продольной волны. [20]
 |
Схемы образования и распространения волн обегания - соскальзывания на полом цилиндре в твердом теле ( Т, L, R - соответственно продольные, поперечные и поверхностные волны. [21] |
Таким образом, в точку наблюдения приходят поперечные волны, порожденные волнами обегания - соскальзывания, трех типов. Ее волновое число - кЬ, являющееся комплексным, определяет неоднородность этой волны. На рис. 1.25 показаны возможные схемы образования волн обегания - соскальзывания. На рис. 1.25, г-д показаны способы образования волн обегания - соскальзывания при падающей продольной волне. Особенность образования волн в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.25, е, заключается в том, что кроме обежавшей продольной волны наблюдается еще и поперечная, отходящая под третьим критическим углом. Таким образом, помимо зеркально отраженного поля в точку наблюдения приходят еще три сигнала, соответствующие рассмотренным выше волнам обегания - соскальзывания: обежавшие цилиндр со скоростью, близкой к сь а также со скоростями, близкими к ст и ся. [22]
Бесконечно тонкий разрез имитирует реальные дефекты типа расслоения, протяженной трещины или непровара, а его ребро - край соответствующих дефектов. Расчет поля дифракции в этом случае обычно ведут по методу Зоммерфельда, являющемуся развитием теории Юнга на случай плоского препятствия. От каждой точки ребра ( рис. 1.17) дифрагированная волна распространяется в виде конуса, одна из образующих которого ( соответствующая максимуму) служит продолжением луча падающей продольной волны. Трансформированная поперечная волна образует другой конус. Кроме того, возникают волны, бегущие вдоль поверхности разреза. Амплитуды всех этих волн пропорциональны амплитуде падающей волны, но на 1 - 2 порядка меньше ее. [23]
Из анализа рис. 6.4. следует, что при прохождении поперечной волны образуются два примерно одинаковых импульса от быстрой ( АТб - 64 дБ) и медленной ( Аты 70 дБ) поперечных волн, а разность Х9 - Ха 3 мм, где Хр, Х9 - расчетное и экспериментальное значение расстояния между точками выхода центрального луча излучателя и приемника, измеренные в теневом варианте. При прохождении продольной волны через шов наблюдается один импульс ( AL 40 дБ), а разность А р - Ха - 2 мм. Результаты свидетельствуют о том, что распространение упругих волн в аустеиитных швах подчиняется закону кристаллоаку-стики, согласно которому энергия падающей на линию сплавления поперечной волны перераспределяется в основном между двумя преломленными поперечными волнами ( быстрой и медленной); энергия падающей продольной волны в основном переходит в энергию преломленной продольной. В последнем случае доля энергии преломленных быстрой и медленной поперечных волн незначительна. [24]
Страницы: 1 2