Исследование бесконтактных методов возбуждения ультразвуковых колебаний

• Автор: Кондратьев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 173 c. : ил

ГЛАВА I. РЕГИСТРАЦИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

1.1. Выбор методов регистрации

1.2. Измерение колебаний лазерными интерферометрами

1.3. Емкостный прием УЗ-колебаний

ГЛАВА 2. ЕМКОСТНЫЙ МЕТОД ВОЗБУЖДЕНИЯ

2.1. Краткий аналитический обзор

2.2. Анализ работы емкостного преобразователя

2.3. Экспериментальные исследования. Обсуждение результатов

ГЛАВА 3. ВОЗБУЖДЕНИЕ УЗ-КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ МЕТОДОМ

3.1. Краткий аналитический обзор

3.2. Анализ механизмов возбуждения

3.3. Экспериментальные исследования. Обсуждение результатов
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ВОЗБУЖДЕНИЯ УЗ-КОЛЕБАНИЙ
4.1. Краткий аналитический обзор
4.2. Теоретический анализ механизмов возбуждения
4.3. Описание экспериментальной установки
4.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЛ. Методика измерения скорости продольных УЗ-волн с
помощью емкостных преобразователей
П.2. Методика измерения дисперсии скорости и затухания
продольных УЗ-волн
П.З. Методика измерения скорости сдвиговых волн
П.4. Акты внедрения

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
С - скорость света -Л - длина волны света іи - длительность лазерного импульса ® - коэффициент отражения света 1о - интенсивность оптического излучения Есв - энергия оптического излучения х - коэффициент температуропроводности А - коэффициент теплопроводности ^-в - коэффициент линейного расширения 3- - сила Р - давление
- константы Ламе
Рі - скорость продольных УЗ-ВОЛН
- скорость СДВИГОВЫХ УЗ-ВОЛН
Ейк - энергия, переносимая ультразвуковым импульсом Р - плотность материала
нормальная и касательная составляющие напряжений и, иі ,и^- компоненты смещений в ультразвуковом импульсе V - колебательная скорость г, г - координаты Е,Х - длина •Ь - время
- длительность ультразвукового импульса £ - частота ультразвуковых колебаний
- сопротивление, индуктивность и емкость <
- напряжение
Кус ~ коэффициент усиления

Н(1}~ единичная функция Хевисайда №- дельта функция
УЗ - импульс - ультразвуковой импульс ЭП - эффективность преобразования

2.3.2. Результаты экспериментов.
В этом разделе приведены результаты исследования влияния различных факторов на параметры УЗ-импульсов. В экспериментах наиболее подробно исследовались параметры УЗ-импульсов, возбуждаемых прямоугольными электрическими импульсами. Для определения формы УЗ-импульсов, возбуждаемых электрическими импульсами более сложной формы, можно воспользоваться результатами, полученными в работе [43 ]
Для определения влияния силы прижатия Л электрода к образцу на амплитуду и форму УЗ-импульсов были проведены ряд экспериментов, в которых сила ^ изменялась в пределах от I Н до 100 Н. В этих же экспериментах было определено значение константы К' , входящей в граничные условия (2.2), (2.12). Методика определения К заключалась в следующем. При заданных 3-0 и £7* производилось измерение длительности УЗ-импульса (по полувысоте) для различных значений длительности электрического импульса. Затем строился график зависимости /-Ьа от -Ь0 . По нему определялась длительность &0)1А , при которой /-Ь0 ~ 1,3. При этом значении / -Ь0 , как это следует из рис. 2.4,
Результаты описанных экспериментов приведены на рис. 2.10 -2.12. (Диаметр электрода 12 мм, толщина образца 8 мм). Теоретические кривые строились с помощью выражений (2.5) и (2.10) при //=
25; £0= 6,25* КГ8 м2; Ь0 = 5*Ю"7 м; 5 = ПО-4 м2; =
2,2'ПГ8 м2*с*кг_1; = Ю_6с; е/ = 1,5*Ю~5 м;/„/(*-$„)= 10ПН/Ь£
£ = 7 (слюда);рп/(1-%)= Ю*8 Н/м2; £ = 2,2 (фторопласт)
рис.2.10 - 2.12 видно, что экспериментальные результаты довольно хорошо совпадают с теоретическими. Некоторое отличие теоретической зависимости Цп /Цг от ?0/$ от экспериментальной для слюды (рис.