Волна акустическая плоская

Для плоской гармонической бегущей волны, распространяющейся в Жидкой среде, согласно формулам (1.11) акустический импеданс равен 2=р/у = рс. Эта величина характеризует среду, в которой распространяется волна. Ее называют волновым сопротивлением среды или ее характеристическим импедансом. Понятием импеданса пользуются также для твердого тела (для продольных и поперечных волн), определяя его как отношение соответствующего механического напряжения, взятого с обратным знаком, к колебательной скорости частиц среды. [c.32]

Среднее по времени значение плотности потока энергии называют интенсивностью акустической волны. Для плоской бегущей гармонической волны интенсивность равна [c.19]

Акустическое поле бегущих волн принято характеризовать интенсивностью (или силой) звука, т. е. количеством энергии, переносимой звуковой волной за 1 сек. через площадку в 1 см , перпендикулярную к направлению движения волны. Для плоской волны, Б которой форма и площадь поверхности волнового фронта не изменяются, сила звука равна энергии, заключенной в параллелепипеде высотой, равной скорости звука, и площадью основания, равной единице [c.9]

Возникновение высокочастотных турбулентных пульсаций в топочной камере под воздействием акустического поля связано с появлением поверхностных волн на плоском фронте пламени, представляющем собой своеобразную поверхность разрыва. [c.143]

В предыдущем параграфе был исследован очень интересный случай испускания акустических волн колеблющейся плоской стенкой, причем выяснилось, что на некотором протяжении плоский вибратор может давать пучок приблизительно параллельных лучей и что лишь за пределами критического расстояния пучок начинает расходиться, и поток энергии начинает убывать по закону квадрата расстояния. [c.773]

Характер акустических течений около препятствий, например около кругового цилиндра или сферы радиусом а, зависит от таких величин, как относительная амплитуда колебательного смещения /о, акустического числа Рейнольдса Ке и числа Маха М [формулы (3.14) и (3.15)]. При Кед М, т.е. в пограничном слое, более тонком по сравнению с длиной звуковой волны и прика , местный радиус кривизны существенно больше длины вязкой волны, и течения подобны плоским течениям. В пограничном слое возникают вихри, вращающиеся в направлениях, противоположных направлениям вихрей вне пограничного слоя. Типичная картина линий тока для а/6 = 7 и М/ка = 10 показана на рис. 3.6 (область II). [c.57]

При распространении в реальных средах акустические волны испытывают затухание, что не учитывают уравнения (1.5) и (1.6). В результате затухания волновое число становится комплексным k=k + , где б — коэффициент затухания. Плоскую волну, распространяющуюся вдоль оси х, с учетом затухания записы- вают ( J [c.19]

В распространяющейся в воде плоской гармонической акустической волне амплитуда смещения частиц из положения равновесия равна и = 1-10- м, частота /=2,5 МГц. Определить колебательную скорость [а], акустическое давление р и интенсивность волны I. [c.30]

При углах ориентации источника и приемника 2. близких к 45° относительно плоскости рис. 1.15, наблюдают резкое умень- шение амплитуды на приемнике. Это объясняется тем, что плоско- сти поляризации падающей и отраженной волны оказываются ориентированными под углом 90°. Отмеченные обстоятельства учитывают при разработке акустических систем с раздельным излучением и приемом. [c.43]

Получила применение фокусировка с помощью криволинейной пластины (активного концентратора) и линзы (рис. 1.37). Между искривленной поверхностью такого преобразователя и плоской поверхностью ОК вводят акустическую задержку, которая также играет роль линзы. Для обеспечения эффективной фокусировки пути акустических волн в линзе или задержке должны быть значитель- [c.86]

Вопросы дифракции плоской акустической волны на некоторых отражателях рассмотрены в 1.4. Здесь будет показано, как использовать результаты дифракционной теории для расчета акустического тракта, т. е. как учесть особенности полей излучения и приема преобразователя. Кроме того, в этом разделе изложены приближенные и (более простые) способы расчета отражения, пригодные, когда размеры отражателя больше длины волны энергетическое приближение, основанное на представлениях лучевой акустики, и метод Кирхгофа. Согласно последнему каждую точку освещенной поверхности плоского отражателя рассматривают как вторичный излучатель волн, а поле отраженной волны вне отражателя считают равным нулю. В приводимом далее выводе формул акустического тракта не учтено затухание ультразвука. Чтобы учесть этот эффект, следует ввести во все формулы для контактных прямых преобразователей множитель e где г — расстояние от преобразователя до отражателя, а для преобразователей с акустической задержкой — множитель в котором Га и гв — средние пути ультразвука в задержке и изделии, а бл и бв — затухание ультразвука в этих средах. [c.108]

При контроле по совмещенной схеме контактным способом после зондирующего импульса наблюдают отражения ультразвуковых импульсов (иногда многократные) в пьезоэлементе, протекторе, демпфере, призме. Это помехи преобразователя (см. рис. 2.3). По мере удаления во времени от зондирующего импульса эти помехи уменьшаются и исчезают. При контроле преобразователем с акустической задержкой (иммерсионной жидкостью, призмой) помехи, непосредственно следующие после зондирующего импульса, не мешают контролю, так как в это время ультразвуковой импульс распространяется не в ОК. Однако в этом случае выявлению дефектов вблизи поверхности мешает интенсивный импульс, отраженный от этой поверхности (начальный импульс) и сопровождающие его многократные отражения в элементах преобразователя. Такой импульс наблюдают даже при наклонном падении пучка на контактную поверхность, поскольку падающая волна является не безграничной плоской волной, а пучком лучей, имеющим боковые лепестки, в том числе перпендикулярные поверхности. [c.126]

Если продолжать рассматривать плоскую задачу возмущения фронта пламени, то площадь поверхности фронта пламени (при единичной протяженности в направлении оси г) будет прямо пропорциональна высоте волн, образовавшихся на поверхности раздела, т. е. пропорциональна абсолютной величине бх, которое выражается формулой (38.20). Как было показано несколько выше, величина может, при известных условиях, колебаться с периодом, вдвое превосходящим период акустических колебаний, а тогда абсолютная величина А будет изменяться [c.341]

Еще одним механизмом, действующим при акустической агрегации частиц, является радиационное давление звука Показано , что в звуковом поле плоской стационарной волны взвешенная сферическая частица испытывает действие периодической силы, обусловленной радиационным давлением звука, которая принуждает частицу двигаться по направлению к пучностям колебаний т е месторасположениям колебаний максимальной амплитуды Для частицы с радиусом г, малым по сравнению с длиной волны X, максимальное значение силы радиационного давления дается уравнением [c.171]

Для установления зависимости изменения времени распространения акустических волн от структурных изменений, происходящих при пластической деформации металла, проведены экспериментальные исследования с растяжением плоских образцов из стали типа сталь 20 толщиной 2 мм, изготовленных по ГОСТ 1497-84. Образцы нагружали ступенчато, с шагом 0,2от на разрывной машине ИР 5057-50 со скоростью 0,5 мм/мин. [c.8]

По результатам экспериментов получена зависимость (А1/1°имп) = 0,05 6 изменения времени распространения акустической волны, от величины относительной деформации металла в шейке плоского образца, которая [c.8]

Цель исследования заключалась в установлении зависимости изменения времени распространения акустических волн от усталости металла при малоцикловой усталости. Испытания на малоцикловую усталость проводили изгибом плоских образцов толщиной 2 мм из стали типа сталь 20. При изгибе плоской стальной пластины поверхность металла претерпевает значительную пластическую деформацию, величина которой зависит от толщины пластины. [c.9]

После деформации при первых пяти перегибах, а далее через каждые 5 последуюш,их перегибов снимали показания изменения времени распространения акустических волн. В ходе проведения эксперимента получена зависимость изменения времени распространения акустической волны от механических свойств металла в условиях деформирования плоского образца при повторно-статической нагрузке, представленная на рисунке 2. Зависимость представляет собой полиномиальную функцию (А1/1°имп) = а + Ь-п + с-п + d-n , где коэффициенты а = 0,022 Ь = 0,354 с = - 0,043 d = 0,002. [c.10]

При двадцатом цикле малоциклового нагружения поврежденность металла на поверхности образцов достигает порядка 100 %, что находится на уровне 1,25 % изменения времени распространения акустических волн при испытаниях на растяжение плоских образцов. Это свидетельствует о сопоставимости результатов экспериментов статического и циклического нагружения образцов. Интервал III графика при малоцикловых испытаниях плоских образцов на изгиб стал доступен в связи с тем, что после образования микротрещин в интервале II графика, происходило равномерное развитие магистральной трещины, путем слияния микротрещин. При испытаниях на растяжение этот процесс происходил мгновенно из-за локализации деформаций в шейке образца. [c.11]

Единственный метод, позволяющий одновременно определять вязкоупругие (высокоэластические) свойства двух типов,— это акустическая спектроскопия [152]. Выражение для смещения (у) частиц среды в случае волны, распространяющейся в направлении оси (х), имеет вид уравнения движущейся со скоростью с плоской волны [c.230]

Энергия акустической (звуковой) -волны это добавочная энергия, обусловленная наличием этой волны. Энергия акустической волны в единице объема среды называется плотностью звуковой энергии. Она состоит из кинетической и потенциальной частей. Для плоской бегущей звуковой волны кинетическая и потенциальная части энергии равны и плотность полной энергии, выраженная через амплитуду давления Р, равна [c.14]

Возбуждение колебаний воздушной ударной волной. Известен также способ бесконтактного возбуждения упругих колебаний, основанный на создании в воздухе ударной волны [385 425, с. 108/055]. Путем электрического разряда высоковольтного конденсатора в узком горле расширяющегося рупора получают короткий (< 5 мкс) акустический импульс со сферическим фронтом. На выходе из рупора этот фронт приближается к плоскому и возбуждает практически одновременно значительный по площади участок ОК. Способ используют для контроля многослойных конструкций и изделий из ПКМ модифицированным методом свободных колебаний (см. разд. 4.1.4). [c.71]

Излучатель со сдвигом по толщине возбуждает в твердом веществе поперечную волну, если в качестве акустического контакта используется твердый клей или вязкая паста. Однако на гладкие плоские поверхности поперечная волна передается так- [c.142]

В дальнейшем будем пользоваться также понятиями акустического и механического импеданса. Под импедансом понимают отношение действующей силы к вызванной ею скорости движения части тела, на которую действует сила. При плоской волне, распространяющейся в теле с поперечным сечением 5, сила равна произведению давления на площадь, и импеданс равен [c.35]

Физические основы. Взаимодействие акустических волн, бегущих в среде в различных направлениях, в частности в твердом теле ограниченных размеров, приводит к возникновению стоячих волн на некоторых из множества частот, на которых возможно возбуждение колебаний. Их возникновение может проявляться двояко. Для простоты рассмотрим плоскопараллельный слой (например, однородную плиту), в котором возбуждается плоская волна в направлении [c.149]

В другом варианте в контролируемой многослойной конструкции с помощью плоского пьезопреобразователя возбуждают продольные упругие волны фиксированной частоты. Дефекты регистрируют по изменению входного электрического импеданса 2, пьезопреобразователя. Импеданс 2э определяется входным акустическим импедансом контролируемой конструкции, зависящим от наличия и глубины залегания дефектов соединения между ее элементами. Изменения Zэ представляют в виде точки на комплексной плоскости, положение которой зависит от характера дефекта. В отличие от методов, использующих изгибные волны, преобразователь контактирует с изделием через слой контактной смазки. [c.213]

Возбуждение колебаний воздушной ударной волной. Путем электрического разряда высоковольтного конденсатора в узком горле расширяющегося рупора получают короткий (менее 5 мкс) акустический импульс со сферическим фронтом. На выходе из рупора этот фронт приближается к плоскому и возбуждает практически одновременно значительный по площади участок ОК. [c.227]

Процесс распространения волн давления в трубопроводах аналогичен распространению плоских акустических волн, поэтому возмущающая сила может появиться в основном на участке, где изменяется сечение трубопровода, имеются отводы или технологические аппараты 43]. [c.149]

Анализ акустических параметров преобразователей может быть произведен методами лучевой акустики, основанной на допущении, что ультразвуковые волны распространяются в виде нерасширяющегося пучка с плоским фронтом. При этом можно считать, что этот пучок состоит из отдельных параллельных лучей, распространяющихся по законам, аналогичным законам геометрической оптики. [c.179]

Общую теорию прохождения плоской волны непрерывных ультразвуковых колебаний через многослойную пластину при нормальном падении разработал Тарта-ковский [Л. 259—261]. Он доказал принципиальную возможность обеспечения полной акустической прозрачности (отсутствия отражения) многослойной пластины, заключенной между двумя средами с заданными акустическими характеристиками. [c.183]

Ниже рассматриваются основные параметры акустического поля бегущих и стоячих волн для простейшего вида волнового движения — плоских волн, характеризующихся наличием плоского фронта. Если колеблющаяся система велика по сравнению с длиной волны, то в ней распространяются так называемые бегущие волны в противном случае бегущие волны в результате отражения от граничных поверхностей системы накладываются и превращаются в стоячие. [c.8]

В плоской волне акустическое давление связано с интенсивной заиисп.мосгью (3.7) тогда можем записать (3.8) [c.63]

Пусть изделия имеют форму цилиндров, в центральной части которых при неполном смыкании пресс-формы образуется кольцевой слой толщиной 6 (рис. 6,1). В акустическом приближении, пренебрегая краевыми эффектами и перемещением изделия, рассмотрим плоскую экспоненциальную волну вида (3.35), воздействующую на изделие через нижнюю торцовую поверхность нормально последней. Амплитуда волны, преломленной в твердом материале, определяется через удельные акустические сопротивления материала (индекс 2) Р2С2И внешней среды (индекс 1) Р [c.114]

Получить ограниченную волну в виде пучка параллельных лучей не удается. Например, вырезая часть фронта плоской волны с помощью диафрагмы, получают сложное волновое поле, рассмотренное в 1.6, В практике, однако, используют слаборасхо-дящиеся пучки лучей. Волну с произвольным фронтом можно представить в виде совокупности плоских волн путем разложения в интеграл Фурье по волновому вектору к. Для достаточно длительного акустического импульса, распространяющегося в направлении слаборасходящегося пучка лучей, используют формулы (1.11), но уже как приближенные. [c.18]

Решение. Происходит последовательное отражение акустических (ультразвуковых) волн от граней под углами Р и (90°—р), после чего волна возвращается назад к преобразователю. Решение выполним с по.мощью графиков рис. 7 и 8 Приложения. Из них видно, что при углах р = 0 и 90° поперечная волна отражается полностью У (1 = 1. Также полностью отражается поперечная волиа, когда углы р и (90°—Р) больше третьего критического. Это достигается в интервале углов от 33,5 до 56,5°. Между этим интервалом и значениями Р = 0 и Р = 90° отражение не полное, в связи с трансформацией поперечной волны в продольную. Минимум достигается при 30 и 60°, здесь / 1 =0,1. Продольная волна полностью отражается также при углах О и 90°, хотя экспериментально этого не наблюдают, так как, распространяясь вдоль одной из граней угла, продольная волна будет являться головной и сильно ослабляться за счет излучения боковых поперечных волн. Экспериментально полное отражение при углах О и 90° можно наблюдать, если двугранный угол образован не плоскими поверхностями, а поверхностями двух соосных цилиндров, пересекающихся под углом 90°. [c.46]

При контроле наклонным преобразователем используют искусственные отражатели, лодобные применяемым при контроле прямым преобразователем. При этом плоские отражатели располагаются так, чтобы плоскость была ориентирована перпендикулярно акустической оси. Помимо этого используют также отражатели, дающие большие эхосигналы благодаря угловому эффекту, т. е. двукратному отражению акустических волн от поверхности отражателя и перпендикулярно расположенной к нему поверхности ОК. К таким отражателям относят двугранный угол, зарубку, угловое цилиндрическое отверстие. [c.118]

Вильямс в работе [ ] сформулировал линейные обыкновенные дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами, пригодные для расчета взаимодействия акустических волн с зоной горения (а также внутренней неустойчивости). При этом рассматривалась протяженная реакционная зона, в которой могут иметь место колебания. Тем самым были исключены искусственные предположения о поверхности пламени и зоне теплопроводности. Однако Вильямс получил лишь грубые аналитические оценки величины акустической проводимости окончательные результаты были ограничены случаем низких частот и высоких энергий активаций реакции в газовой фазе. Так же как в работах Харта и Мак Клюра, в работе Вильямса были найдены области усиления и затухания, однако результаты свидетельствуют о менее сильной тенденции к усилению акустических колебаний, чем результаты, полученные Хартом и Мак Клюром. Для выяснения природы взаимодействия акустических колебаний с плоской одномерной реакционной зоной горящего твердого топлива необходимо дальнейшее исследование дифференциальных уравнений, установленных в работе [ ]. Необходимо также рассмотреть взаимодействие волн давления с неплоской и негомогенной зоной горения смесевого твердого топлива, описанного в пункте е 2 ). [c.302]

Теоретическое решение задачи об отражении акустического имиульса от открытого конца трубы усложняется тем, что плоская волна, движуш аяся ио трубе, становится сферической (лучше сказать, перестает быть одномерной) вне трубы. Однако для ряда конкретных схем теоретические решения были получены и, кроме того, были поставлены соответствуюш ие опыты. Обзор этих исследований дан, в частности, Pэлeeм ). Не приводя здесь подробных выкладок, укажем лишь на два обстоятельства, которые следует учитывать ири написании краевых условий для открытых концов трубы. [c.255]

АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, изучает распространение в в-ве звуковых волн малых амплитуд. В случае продольных волн частицы или малые элементы объема, содержащие не менее 10 молекул, колеблются вдоль направления распространения волны, в случае поперечных-в плоскости, перпендикулярной этому направлению. Продольные волны создают последовательно чередующиеся адиабатич. сжатия и разрежения среды, сопровождающиеся изменением т-ры и соответствующим смещением равновесия хим. р-ций. В областях сжатия и разрюжения возникают небольшие локальные отклонения от термодинамич. равновесия, не приводящие (в случае звуковых колебаний малых амплитуд) к фазовым переходам. Среда стремится вернуться в состояние термодинамич. равновесия, т.е. возникают релаксац, процессы, к-рые приводят к поглощению энергии волн. Убывание амплитуды (избыточного давления АР) плоской волны, распространяющейся вдоль направления х, описывается ур-нием АР(х) = АРое где ДРо начальная амплитуда, а-коэф. поглощения, зависящий от частоты [c.80]

Волну с произвольным фронтом можно представить в виде совокупности плоских волн путем разложения в интеграл Фурье по волновому числу (точнее, волновому вектору) к. Для достаточно длительного акустического импульса, распространяющегося в виде слаборасхо- [c.19]

Отличие акустических фокусирующих систем от оптических состоит в заметном смещении максимума максимору-ма /ф акустического фокуса Р ) от геометрического фокуса в сторону преобразователя. Это объясняется тем, что поле, создаваемое фокусировкой, налагается на сложное акустическое поле ближней зоны преобразователя, а в оптических системах несфокусированное поле очень хорошо представляется как поле плоской волны. [c.96]

Акустический импеданс демпфера выбирают в соответствии с желаемым демпфированием искателя. Самое высокое демпфирование получается в том случае, когда импедансы демпфера и преобразователя совпадают. Вся акустическая энергия от задней стенки преобразователя в таком случае переходит без отражения в демпфер (в тело демпфера). Демпфер должен по возможности полностью поглотить эту энергию, чтобы не создавалось мешающих отражений (эхо-импульсов). Для изготовления демпферов наиболее подходят смеси литых смол с порошковыми наполнителями. Выбором состава смеси и типа наполнителя можно варьировать импеданс в широких пределах. В качестве наполнителя часто используют тонко измельченный вольфрамовый порошок. Тем самым акустический импеданс можно варьировать от его значения для чистой литейной смолы [2 = 2,7-106 кг/(м2-с)] почти до его уровня для метаниобата свинца [2 = 20,5 10 кг/(м2-с)]. Поглощение обеспечивается выбираемой литейной смолой и примесями других мелкогранули-рованных материалов с высоким затуханием звука, например резинового порошка. Для рассеяния волн используют также опилки и воздушные поры. Однако такие средства, как. и нарушение плоского отражения при выполнении концевой [c.226]

Акустическое изображение, т. е, распределение звукового давления, передаваемое для получения оптического изображения, возникает на плоском (пластинчатом) пьезоэлектрическом приемном преобразователе. В соответствии с различной интенсивностью падающих ультразвуковых волн на различных участках пластины на ней образуются пьезоэлектрические заряды, которые не могут стекать с неметаллизированной поверхно( ти. Пластина образует затворное окно электроннолучевой сканирующей трубки. При помощи обычной системы сканирования задняя сторона пластины сканируется построчечно, причем возникающая вторичная эмиссия электронов модулируется заряда- [c.299]

Имеется несколько разновидностей ультразвуковой голографии с различной техникой съемки и восстановления изображе-н 1я. Некоторые из них характеризуются тем, что акустическая голограмма формируется на плоском детекторе за один этап при наложении волны от объекта и сравнительной волны, как это было описано применительно к оптической голографии (процесс съемки). Для этого в принципе пригодны все эффекты, описанные в разделах 13.1 —13.11, т. е. ранее освещавшиеся способы формирования изображения (или акустико-оптические-преобразователи) могут быть превращены в голографический метод, если добавить сравнительную волну. [c.316]

Для акустического контакта прямых искателей, работающих с поперечными волнами, подходят вязкотекучне вещества, которые могут передавать в очень тонких слоях сдвиговые силы, например масса для пропитки кабелей, цилиндровое масло для паровых машин или масло для редукторов (8АЕ 90). На гладких, ровных поверхностях (плоских) возможен также н сухой контакт при прижатии. В лабораторных условиях иногда даже временно прикрепляют искатель или только пьезопластину клеющим воском, низкоплавкими солями, например фениловым эфиром салициловой кислоты (торговое наименование салол ), или постоянно полимерным клеем, например арал-дитом. [c.332]

Колебания тонких пластин ограниченных размеров можно разделить на две основные группы, соответствующие двум типам нормальных волн в пластинах - симметричным и антисимметричным. Колебания первого типа вызывают деформации в плоскости пластины, причем фсдинная плоскость пластины остается плоской. Антисимметричные колебания являются изгибными. Ниже рассмотрим колебания круглых и прямоугольных пластин со свободным контуром, поскольку образцы подобной формы часто используют при акустических измерениях свойств материалов. [c.74]

Звуковые поля могут быть зарегистрированы с помощью фазо-и амплитудо-чувствительных волоконно-оптических датчиков. Такие датчики содержат источник света (лазер), оптико-волоконную систему, частично или полностью подвергаемую воздействию звукового поля, оптический детектор и схему обработки сигналов. Расщепленный луч лазера направляется на опорный и регистрирующий волоконно-оптические элементы. Звуковая волна изменяет фазу света в регистрирующем элементе, поэтому сдвиг фаз в двух элементах после сложения их выходных световых пучков приводит к изменению амплитуды. Сдвиг фазы обусловлен изменением длины элемента и показателя преломления волокна. При больших длинах чувствительного волокна (свиваемого в плоскую катушку) чувствительность подобных преобразователей в воде намного превосходит чувствительность пьезоэлектрических гидрофонов (рис. 4.5). Можно надеяться на эффективное использование волоконно-оптических преобразователей для регистрации акустических волн через воздух. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология