Рассеивающие свойства неоднородностей со сложной структурой в металлах в задачах акустических измерений и контроля

• Автор: Теплякова, Александра Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 246 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Физические предпосылки разработки моделей, имитирующих рассеивающие свойства неоднородностей металлов и сплавов естественного металлургического происхождения
1.1. Особенности структуры естественных неоднородностей и способы их учета при математическом моделировании
1.2. Идеализированные модели, используемые для изучения взаимодействия упругих волн с неоднородностями естественного происхождения в материалах
1.3. Выводы
Глава 2. Рассеяние плоских волн на упругом цилиндре с частичным нарушением условий контакта на поверхности в твердой среде

2.1. Постановка задачи рассеяния

2.2. Определение падающей волны

2.3. Определение рассеянной волны

2.4. Определение граничных условий

2.4.1. Граничные условия при «сварном» контакте
2.4.2. Граничные условия при нарушении качества контакта
2.5. Определение характеристик рассеянного поля
2.6. О решении бесконечных систем алгебраических уравнений
2.7. Численная оценка энергетических характеристик рассеянных полей
2.7.1. Энергетические характеристики поля, рассеянного на упругом цилиндрическом включении в упругой среде, при уменьшении зоны нарушенного контакта и нормальном симметричном падении продольной волны с теневой стороны сектора с нарушенной адгезией
2.7.2. Энергетические характеристики поля, рассеянного на упругом цилиндрическом включении в упругой среде, при увеличении зоны
нарушенного контакта и нормальном симметричном падении
продольной волны на сектор с нарушенной адгезией
2.7.3. Энергетические характеристики поля, рассеянного на упругом цилиндрическом включении в упругой среде, при произвольном расположении сектора с нарушенной адгезией относительно фронта падающей продольной волны
2.8. Выводы
Глава 3. Рассеяние плоских волн на упругом слоистом цилиндре с частичным нарушением условий контакта на границе слоев
3.1. Постановка задачи рассеяния
3.2. Формирование матрицы передачи
3.3. Определение характеристик рассеянного поля ..;
3.4. Численная оценка энергетических характеристик рассеянных
полей
3.5. Выводы
Глава 4. Рассеяние плоских волн на системе упругих цилиндров
4.1. Постановка задачи рассеяния
4.2. Решение бесконечной системы линейных алгебраических
уравнений
4.3. Численная оценка энергетических характеристик рассеянных
полей
4.4. Выводы
Глава 5. Анализ уравнений акустического тракта при обнаружении цилиндрических неоднородностей эхо-методом
5.1. Расчет акустического тракта
5.2. Численная оценка полученных результатов
5.3. Выводы

Глава 6. Экспериментальное исследование рассеивающих свойств
цилиндрической неоднородности
6.1. Разработка требований к экспериментальной установке
6.1.1. Разработка экспериментальных образцов и их параметры
6.1.2. Требования к поверхности образцов
6.1.3. Пьезоэлектрические преобразователи, применяемые при проведении эксперимента
6.1.4. Схема измерительной установки
6.2. Методика эксперимента
6.4. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

коэффициентов, соответствующих п-й цилиндрической волне.
В [131] показано, что если слой является трансверсально-изотропным, то значения коэффициентов прохождения и отражения могут значительно отличаться от значений для изотропного материала с такой же плотностью и фазовой скоростью продольной волны, соответствующей фазовой скорости «квазипродольной» волны в направлении нормали к плоскости изотропии. Определено, что параметры изотропного слоя могут быть такими, что угловые характеристики модуля прохождения незначительно отличаются от аналогичных характеристик изотропного слоя, а при малых волновых толщинах анизотропия практически не влияет на коэффициент прохождения. При больших значениях волновой толщины картина резко меняется. В случае, когда параметры изотропного слоя меняются по толщине по произвольному закону, для вычисления характеристик отраженных и прошедших упругих волн с произвольными углами падения может применяться импедансный метод. В [132] на его основе изучено влияние неоднородного согласующего слоя между жидкостью и упругим полупространством на коэффициенты прохождения и отражения. В [133, 134] этот же метод применен для изучения дифракционных явлений при взаимодействии акустических волн с неоднородными сферическим и цилиндрическим анизотропными слоями. В этих работах краевая задача для уравнения движения сведена к задаче с начальными условиями. Для расчета коэффициентов отражения и прохождения при нормальном падении плоской волны на неоднородный слой в [135] предложен другой способ, основанный на расчете параметров эквивалентного акустического четырехполюсника и элементов эквивалентной электрической схемы слоя с плавно меняющимися плотностью и скоростью звука. При этом фазовый сдвиг определялся путем интегрирования по толщине слоя, а элементарные фазовые сдвиги считались обусловленными бесконечно тонкими элементарными подслоями, где скорость считается постоянной.