Экспериментальные исследования акустической нелинейности в поликристаллических металлах в области упругопластических деформаций

• Автор: Ван Нин
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Глава 1. Экспериментальные исследования структурнонеоднородных твердых тел акустическими методами

1.1 Экспериментальные исследования влияния дефектной структуры в

твердых тел на их акустические свойства

1.2 Физические модели механизмов структурной

нелинейности

1.3 Экспериментальные методы исследования акустической

нелинейности твердых тел

Глава 2. Распространение акустических волн в тонких стержнях * (проволоках) и экспериментальные методы их исследования

2.1 Распространение акустических волн в неограниченной среде

2.2 Особенности распространение акустических волн в тонких

стержнях (проволоке)

2.3 Экспериментальная установка для исследования распространения продольных и крутильных упругих волн в металлических проволоках в области упругих и пластических деформаций
2.4 Методика исследований нелинейных упругих свойств тонких
стержней (проволок) динамическим методом
2.5 Экспериментальная установка для исследования нелинейных
упругих свойств тонких стержней динамическим методом
Глава 3. Результаты и обсуждение экспериментальных исследований линейных и нелинейных упругих свойств поликристаллической меди
3.1 Описание экспериментальных образцов

3.2 Экспериментальное исследование влияния изменения внутренней структуры на линейные упругие константы в поликристаллической меди
3.3 Влияние статической деформации на квазистатические нелинейные
параметры меди
3.4 Особенности поведения динамического нелинейного параметра
меди для продольных и крутильных волн при статических деформациях
Глава 4. Экспериментальные исследований распространения упругопластических импульсов сжатия в поликристаллической меди.
4.1 Особенности распространения упругопластических импульсов
4.2 Экспериментальная установка для исследования распространения упругопластических импульсов в тонких стержнях
4.3 Результаты экспериментального исследования распространения упругопластических импульсов в поликристаллической меди и их обсуждение
Заключение
Список литературы
Распространение акустических волн (АВ) в твердых телах сопровождается разнообразными эффектами их взаимодействия с физическими полями и элементарными возбуждениями (квазичастицами), существующими в твердых телах. Совершенствование техники эксперимента, расширение диапазона частот АВ наряду с развитием теоретических представлений о механизмах их взаимодействий с этими полями и квазичастицами привели к тому, что современные акустические методы стали одними из наиболее информативных и универсальных в физике твердого тела. Акустические методы позволяют исследовать как макроскопические, так микроскопические свойства твердых тел [1-3]. При этом наряду с импульсными ультразвуковыми методами для исследований упругих волн свойств твердых тел широко используются непрерывные методы [4-6] Существенно расширяются возможности этих методов при использовании АВ конечной амплитуды, распространение которых сопровождается рядом нелинейных явлений [7-13]. Особый интерес вызывает исследование акустическими методами физических свойств твердых тел подвергнутых внешним воздействиям: давлению,
термической обработке. Измерение акустических свойств твердых тел при этом позволяет определить ряд параметров характеризующих линейные и нелинейные свойства исследуемых объектов.
В последнее время методы нелинейной акустики широко используются для исследования структурно-неоднородных сред. В таких средах наряду с нелинейностью сил межмолекулярного взаимодействия (физическая нелинейность), приводящей к нелинейной связи между напряжением а и деформацией е, проявляется структурная нелинейность. Эта нелинейность определяется надмолекулярной внутренней структурой твердого тела (дислокациями, микротрещинами, локальными внутренними напряжениями и т.д.) и может на 2-4 порядка превышать физическую нелинейность. Помимо

2. В проволоке, которая имеет малое поперечное сечение, легко создавать значительные механические напряжения, необходимые для создания пластических деформаций, а также получить высокоинтенсивные акустические волны при относительно малой электрической мощности на излучающем преобразователе.
Для проведения комплексных исследований акустических свойств металлических проволок в широком диапазоне (вплоть до пластических) деформаций нами использовалась автоматизированная с помощью персонального компьютера экспериментальная установка, схема которой приведена на рис. 2.5 [76]. Она состоит из ( рис. 2.5):
а) Системы для создания контролируемых деформаций в исследуемом образце при его растяжении.
б) Автоматизированной с помощью персонального компьютера ультразвуковой установки.
Система для создания деформаций в испытуемом образце была собрана на базе стандартной стойки КАМАК. Исследуемая металлическая проволока (1) (в дальнейшем образец) закреплялась между нижним кронштейном (3), который неподвижно крепился на стойке (4), и верхней крепежной площадкой (5). Площадка могла скользить по двум направляющим стержням длиной 40 см в вертикальном направлении, практически без трения. Направляющие стержни закреплялись в специальной рамке, которая неподвижно крепилась к корпусу установки (Рамка и стержни на рис.2.5 не показаны). Положение рамки на корпусе могло меняться дискретно с шагом 6 см и тем самым изменять расстояние между нижним кронштейном (3) и площадкой (5) от 10 до 120 см и определялось начальной длиной образца.
Изменение силы Б, прилагаемой к исследуемому образцу (1), осуществлялось путем изменения веса резервуара (6), соединенного через систему блоков с верхней подвижной крепежной площадкой (5). Увеличение веса резервуара (6) происходило при его наполнении водой, а уменьшение веса