Волновые электромагнитно-акустические явления в конденсированных средах и физические методы их использования

• Автор: Сазонов, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 286 с. : ил.

Часть первая ОБЗОР И ОСНОВЫ ТЕОРИИ ВОЛНОВЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Глава I. Некоторые общие закономерности волновых

электромагнитно- акустических явлений

1.1. Обзор основных задач

1.2. Физические свойства и теоретические модели сред

1.3. Постановка задачи и исходные уравнения

1.4. Общее решение задачи об электромагнитной генерации звука

1.5. Оценка величины конвективных токов

1.6. Распределение плотности индуцированных токов

1.7. Распределение давления на границе излучающего элемента

1.8. Нулевой пондеромоторный эффект

1.9. 5 - эффект в твердых телах
1.10. Электронная проводимость и кинетические явления
1.11. Неустановившиеся электромагнитно-акустические явления
Глава II. Волновые электромагнитно-акустические явления
в ограниченных средах
2.1. Постановка задачи и исходные уравнения
2.2. Решение уравнения для поля
2.3. Анализ закономерностей в ферромагнитном стержне
2.4. Плоские волны в однородном стержне
2.5. Учет АЕ-эффекта в области генерации
2.6. Роль концов стержня
2.7. Учет АЕ - эффекта в областях генерации и приема
2.8 Электромагнитно-акустический резонанс в ферромагнитной пластине
2.9. Краткие выводы
Глава III. Физические параметры эмиконов
3.1. Постановка вопроса. Основные параметры эмиконов
3.2. Импеданс эмикона
3.3. Чувствительность эмиконов в режиме генерации
3.4. Затухание звуковых волн в магнитном поле
3.5. Чувствительность приемных эмиконов
3.6. Коэффициент преобразования
3.7. Диаграммы направленности эмиконов
3.8. Сверхпроводящие эмиконы.,
3.9. Расчет эмиконов
3.9.1. Определение геометрии и параметров эмиконов
3.9.2. Выборы оптимальной геометрии магнитной системы

« Глава IV. Волновые электромагнитно-акустические явления
при генерации звука в жидкостях
4.1. Характеристики импульсов в ближнем и дальнем поле
4.2. Электромагнитно-акустические характеристики эмиконов
4.3. Распределение магнитного поля в эмиконе
4.4. Распределение объемной и суммарной сил в эмиконе
4.5. Механические напряжения в эмиконе
4.6. Гидроакустические эмиконы с активной диафрагмой
4.7. Акустическая кавитация в магнитном поле
Глава V. Распространение звука в акустическом тракте системы
5.1. Введение
5.2. Оценка искажений, вносимых акустическим трактом
5.3. Влияние температурного градиента в акустическом волноводе
5.4. Фазовые искажения сигнала, прошедшего волновод
^ 5.5. Расчет чувствительности преобразователей
5.5.1. Электростато - акустические преобразователи
5.5.2. Пьезоэлектрические преобразователи
5.6. Приемные эмиконы
5.7. Тепловой режим приемников звука
Часть вторая ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
Глава VI. Методика экспериментального исследования
6.1. Особенности эмиконов
6.2. Методика измерений
6.3. Выбор экспериментальных образцов
,. 6.4. Описание экспериментальной аппаратуры
6.5. Система измерения и регистрации пульсаций давления в плазме
6.5.1. Варианты размещения преобразователей
6.5.2. Описание экспериментальных преобразователей
6.5.3. Требования к системе регистрации
6.5.4. Методы регистрации
6.5.5. Функциональная схема системы измерения и регистрации
6.6. Гидроакустические измерения
Глава VII. Экспериментальные исследования волновых
электромагнитно - акустических явлений
7.1. Общие соображения
7.2. Эксперименты по генерации ультразвуковых волн эмиконами
7.3. Эксперименты по регистрации ультразвуковых волн эмиконами
7.4. Влияние магнитного поля
7.5. Закономерности волновых явлений в ограниченных средах

7.6. Исследование направленных свойств эмиконов
7.7. Исследование эмикона с волноводом
7.8. Обнаружение и оценка дефектов эмиконами
7.9. Влияние мощного потока электронов на электронную'проводимость конденсированных сред
7.10. Влияние поверхностного эффекта
7.11. Исследование адаптивных ЭМА систем
7.12. Исследование ультразвуковых фокусирующих систем
7.13. Исследование гидроакустических эмиконов
7.14. Исследование системы измерения и регистрации пульсаций давления
в плазме
7.14.1. Влияние магнитного поля на характеристики приемников звука
7.14.2. Влияние магнитного поля на характеристики предварительных усилителей
7.14.3. Исследование приемного эмикона
Часть третья ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ
Глава VIII. Электромагнитно-акустические методы исследования
и контроля плазмы и конденсированных сред
8.1. Общий обзор методов
8.2. Измерение упругих постоянных
8.3. Измерение зазоров в двухслойных конструкциях
8.4. Ультразвуковая толщинометрия
8.5. Ультразвуковая дефектоскопия
8.6. Физические методы контроля электронно-лучевой сварки
8.6.1. Особенности электронно-лучевой сварки
8.6.2. Дефекты сварных соединений
8.6.3. Радиационные методы контроля
8.6.4. Акустические методы контроля
8.6.5. Комплексные физические методы контроля
8.7. Испытание информационно-регистрирующей системы контроля
в производственных условиях
8.8. Лабораторные испытания гидроакустических эмиконов
8.9. Огневые испытания системы измерения пульсаций давления в плазме
на ресурсном стенде
Вывод ы
Заключение
Перспективы развития физических методов
_ Цитированная литература

9 8
со = 10 ...10 Гц. Введём величины: (»о - Р^0^||Г0 } - частоту «промагничивания»
образца и Оп = —г®мг(г0) - радиальную компоненту скорости поверхности стержня. В этих
обозначениях формулы (2.20), (2.21) и (2.22) имеют вид
Ъм = »ПВо/эм (ю / Щ ), (2.27)
ём = ипМоМо/м (<о/щ ), (2.28)
_ (l-v
еМС ~ ^n^ZZZ
fuc (® / )• (2.29)

/эм{а/соо)

(фсо/ш о)
(2.30)
фсй/а>0 J0(jia>/T0 fM(a)/û)0) = l, (2.31)

/л/с(о>/д>о)=, = ; ° • (2.32)
фсо/щ J0yico/co0)
На рис. 2.1 и рис. 2.2 приведены в полулогарифмическом масштабе графики зависимостей модулей и фаз функций f ЭМ ' fМ > f МС от приведённой частоты (й>/ <^о), где
_/ 2V1
®0— сгДоД||гО / - частота «промагничивания» образца. Значения функций Бесселя
вычислены по методике, предложенной в [2.6]. Магнитный вклад связан с изменением потока индукции при осцилляциях площади сечения образца и не зависит от частоты. Спад fМС | при частотах со ~ (Щ есть результат экранирования вихревыми токами магнитострикционных изменений индукции. Соответственно в этой области растёт |/эм|> так как поток выталкивается па поверхность при развитом скин-эффекте. Отметим также, что при высоких частотах еэл/ и находятся в противофазе. Для расчета полевой и частотной зависимостей