Волны рэлеевского типа на границе раздела твердое тело - неоднородный слой

• Автор: Сивкова, Ольга Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ВОЛНЫ РЭЛЕЕВСКОГО ТИПА В СЛОИСТЫХ СРЕДАХ
1.1 .Волны рэлеевского типа в изотропном полупространстве с однородным жидким слоем
1.2. Волны рэлеевского типа в плоскослоистых средах
1.3. Методы возбуждения волн рэлеевского типа
1.4. Практическое применение волн рэлеевского типа
2. ВОЛНЫ РЭЛЕЕВСКОГО ТИПА В УПРУГОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ С НЕОДНОРОДНЫМ ЖИДКИМ СЛОЕМ.
2.1. Дисперсионное уравнение волны рэлеевского типа в однородном упругом полупространстве с неоднородным жидким слоем (общий случай)
2.2. Волны рэлеевского типа в упругом полупространстве со слабонеоднородным жидким слоем
2.3. Волны рэлеевского типа на границе раздела упругого полупространства и жидкого слоя с экспоненциальными
законами изменения плотности и скорости звука
2.4. Влияние градиентов плотности и скорости звука
в слое на смещения частиц в волне рэлеевского типа
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛН РЭЛЕЕВСКОГО ТИПА В КРИСТАЛЛАХ С НЕОДНОРОДНЫМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ СЛОЯМИ.
3.1. Изготовление образцов и преобразователей

3.2. Схема экспериментальной установки и методика эксперимента
3.3. Волны рэлеевского типа в монокристалле хлористого
калия с неоднородным слоем
3.4. Волны рэлеевского типа в кристалле сегнетовой соли с неоднородным слоем
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВОЛН РЭЛЕЕВСКОГО ТИПА И МЕТОДЫ ИХ ВОЗБУЖДЕНИЯ
4.1. Применение волн рэлеевского типа в датчике паров этилацетата
4.2. Модификация метода возбуждения рэлеевских волн
4.3. Совершенствование краевого преобразователя для возбуждения рэлеевских волн
4.4. Совершенствование метода изготовления преобразователя
4.5. Модификация метода визуализации акустического пучка ПАВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Рэлеевские волны с частотами 1-10 МГц применяются как средство неразрушающего контроля /1/ поверхности твердых тел (определения наличия дефектов и контроля качества обработки поверхности). Волны рэле-евского типа (ВРТ), которые существуют при наличии на поверхности твердого тела слоя иного материала, могут найти еще более широкое применение. Так в результате механического воздействия на поверхность металла появляется слой наклепа или наката, характеристики которого (плотность и модули упругости) отличаются от этих же характеристик в глубине металлического образца 121. Известно также, что на поверхности твердого тела, находящегося в парах его растворителя, в результате сорбционных процессов образуется слой с неоднородными физическими характеристиками /3/, некоторые из которых можно изучать акустическими методами. Так, например, если на поверхность звукопровода, инертного к какому - либо газу, нанести тонкую пленку, реагирующую на этот газ, то получится датчик концентрации газа /4 - 51. С помощью ВРТ можно в динамике исследовать процессы сорбции газов твердыми телами, получая дополнительную информацию о градиентах плотности и вязкости в сорбционном слое. ВРТ можно также использовать для исследования устойчивости твердых тел в агрессивных средах. В естественных водоемах существуют водные массы со стратификацией скорости звука, обусловленной вертикальными градиентами температуры и солености /6/. Донные поверхностные волны, распространяющиеся вдоль морского дна, могут быть использованы для

можно привести уравнение (2.1) к форме, не содержащей производной первого порядка:
2~

2р 02? 4 02.
|/ =0.
(2.23)
С учетом выражений (2.21) и в пренебрежении членами большего порядка малости соотношение (2.23) принимает вид

+ (X + аг)ф = 0 р.24)
(2.25)
где А, = д/ко -к2, а - -2(3 к„.
Решение уравнения (2.24) при а 0 выражается через цилиндрические функции Zv (V) порядка V = 1/3 /73/:
ф) = Х + аг -Ъу(У)

2{Х + агУ
(2.26)
(2.27)
2у(У)=С11уОО+С2Ы„(У), (2.28)
где Iv(Y) и Му(У) - функции Бесселя и Неймана, Сі и - произвольные постоянные /74/.
Следовательно, в силу соотношений (2.22) и (2.26) амплитуда звукового давления в слабонеоднородном жидком слое определяется выражением р(г)=4р(ХаХ)ХУ), (2.29)
где Р, X, а и У определяются соответственно по формулам (2.21), (2.25) и
(2.26). В плоскости г = 0 р(0) = л]рУу(У0) ; (2.30)