Математическое моделирование процессов распространения акустических волн в структурно-неоднородных средах

• Автор: Иванов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
1. АСЛ - акустическая спектральная линия;
2. ГО - геометрическая оптика;
3. ЕП - ёмкостный преобразователь;
4. ИО - измеритель ослабления;
5. Расч. - расчетный;
6. СО - стандартный образец;
7. Сост. пост. - состояние поставки;
8. ТО - термообработка;
9. УЗ - ультразвук, ультразвуковой;
10. Эксп. — эксперимент, экспериментальный.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР АНАЛИТИЧЕСКИХ И ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
1.1. Слоистые среды
1.2. Структурно-неоднородные среды
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ О РАСПРОСТРАНЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
2.1. Приближение слоистой среды
2.2. Структурно-неоднородная среда.
Твердые включения в изотропной среде
2.3. Поликристаллическая среда
2.4. Анализ распространения волн в структурно-неоднородных средах ограниченных размеров
2.5. Учет обратного рассеяния
2.6. Анализ результирующего сигнала по интегральным оценкам скорости распространения акустических волн (усреднение скорости по толщине образца
и усреднение сигнала по площади приемного преобразователя)
• 2.7. Спектральные характеристики сигналов
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПОСТРОЕННЫХ МОДЕЛЕЙ
3.1. Влияние структурной неоднородности на формирование акустических спектральных линий плоскопараллельного образца
3.2. Стационарные колебания тел ограниченных размеров.
Анализ амплитудно-частотного спектра
3.3. Влияние статистических характеристик распределения неоднородностей по размерам и ориентации на параметры

акустических спектральных линий плоскопараллельных образцов
3.4. Анализ акустических спектральных линий образцов
при наличии структурной неоднородности
3.5. Влияние неоднородности на характер огибающих АСЛ переотраженных УЗ импульсов
ГЛАВА 4. СОПОСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛЬНЫХ ОЦЕНОК
С ЭКСПЕРИМЕНТОМ
4.1. Структурно-однородные среды
4.2. Структурно-неоднородные среды
4.3. Влияние термомеханической обработки структурно-неоднородных * > материалов на параметры распространения акустических волн.
Анализ изменений временных и спектральных характеристик сигнала
4.4. Экспериментальные данные АСЛ для различных образцов
из одного и того же материала (Д16Т)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Листинг к задаче о распространении УЗ импульсов
в структурно неоднородных средах
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акт о внедрении компьютерной программы АБЬ
Необходимо также отметить, что в большинстве своем неоднородные среды анизотропны, поэтому и этот параметр необходимо учитывать. Под анизотропией акустических свойств понимают изменение скорости распространения и коэффициента затухания в зависимости от направления. Это обусловлено анизотропией механических свойств (модуль упругости, пределы прочности и пластичности и др.).
Учёт анизотропии среды производят построением тензора четвертого ранга модулей упругости, допускающего разложение на постоянную (изотропную) часть и части, содержащие два девиатора и нонор и соответствующие неприводимым линейным представлениям ортогональной группы преобразований системы координат X],х2, [63].
Так, к примеру, С. Я. Соколов предложил использовать ультразвук для исследования структуры металлов [70]. Экспериментальные и теоретические исследования в этом направлении были проведены рядом ученых. Однако решение задачи о рассеянии ультразвука в поликристаллических материалах оказалось очень сложным и до настоящего времени не доведено до конца. Для случая X » О (X — длина волны ультразвука, Т) — средний линейный размер кристаллита) в середине XX века советскими физиками И. М. Лиф-шецем и Г. Д. Пархомовским [51] (и почти одновременно американским учёным У. Мэзоном [61]) были получены выражения, описывающие особенности дисперсии параметров С и а. Следует отметить, что при выполнении вышеприведенного условия (т.е. на высоких частотах) коэффициент затухания определяется в основном рассеянием ультразвуковых колебаний.
В количественном отношении теория У. Мэзона и теория Лифшеца— Пархомовского (особенно для коэффициента затухания ультразвуковых колебаний) давала резко различающиеся результаты. Так, например, вычисленные по обеим теориям коэффициенты затухания ультразвука (за счет рассеяния) отличались друг от друга для некоторых металлов почти в 30 раз.
Позже Л. Г. Меркуловым было показано, почему значения коэффициентов рассеяния, рассчитанные по теории Мэзона, дают большое расхождение с