Лэмба волны

Рис. 2. Зависимость фазовой Сд и групповой Срр скоростей волн Лэмба от произведения толщины к металла на частоту / ультразвуковых колебаний

Рис. 1.7. Дисперсионные кривые волн Лэмба в стальной пластине

Какие моды волн Лэмба будут распространяться в стальной пластине толщиной А=1 мм на частоте /=2,5 МГц При каких углах наклона призмы из оргстекла они будут возбуждаться (скорость звука в оргстекле 2,68 мм/мкс) [c.30]

В зависимости от условий возбуждения волны Лэмба могут быть симметричными, когда плоскость, разделяющая слой (пластину) по толщине на две равные части, остается в покое, а остальные смещаются симметрично по отношению к ней, и асимметричными, частным случаем которых являются волны изгиба (рис. 1). На рис. 2 дана зависимость скорости с распространения волн Лэмба от произведения толщины Н металла на частоту УЗК, а также углов а, когда окружающей средой является вода. Подобная диаграмма действительна только для одного определенного материала в сочетании с определенной передающей средой. Кривые щ, о, 1, 51, Й2. 2 на рис. 2 соответствуют различным типам волн (модам). При увеличении рабочей частоты или толщины листа скорости обеих мод и Зд приближаются к скорости релеевской волны с , а всех остальных мод— к скорости сдвиговой волны С(. При некоторых значениях //г величина с может [c.7]

При возбуждении ультразвуковых волн (УЗВ) в тонкостенных листах могут возникать волны Лэмба. Волны Лэмба представляют собой один из типов нормальных волн в упругом волноводе, поэтому иногда волны Лэмба называют просто нормальными волнами в пластине [21]. Возбуждение ультразвуковых колебаний в тонких листах возможно лишь при определенных углах падения УЗВ. Если падающая на тонкую пластину под некоторым углом продольная волна возбуждает в ней колебания, то вызванное этой волной возмущение (нормальная волна) распространяется вдоль пластинки со скоростью с = С1/з1п а (здесь Сх, а — соответственно скорость и угол падающей волны). При этом частота колебаний остается постоянной. [c.6]

Волны в слоях и пластинах. Если твердое тело имеет две свободные поверхности (пластина), то в нем могут существовать специфические типы упругих волн [1, 2]. Их называют волнами в пластинах или волнами Лэмба и относят к нормальным волнам, т. е. волнам, бегущим (переносящим энергию) вдоль пластины, слоя или стержня, и стоячим (не переносящим энергии) в перпендикулярном направлении. Решение волнового уравнения для пластины с граничными условиями равенства нулю напряжений на двух поверхностях приводит к системе из двух характеристических уравнений для волнового числа кр. Она имеет два или больше положительных действительных корня в зависимости от произведения толщины пластины на частоту. Каждому из этих корней соответствует определенный тип волны в пластине (мода). [c.25]

Рассмотрим другие факторы, ограничивающие применение резонансного метода. Один из наиболее частых объектов применения резонансных дефектоскопов-толщиномеров — измерение толщины стенок труб. В этом случае плоская поверхность преобразователя соприкасается с искривленной поверхностью изделия на сравнительно небольшом участке. Область, в которой устанавливаются резонансы колебаний, сокращается, и высота резонансных пиков сильно уменьшается. Одновременно с продольными волнами возбуждаются волны Рэлея и Лэмба, обегающие вокруг трубы и дающие резонансы, мешающие измерению. В результате удается измерять толщину стенок труб диаметром не менее 10... 12 мм. [c.169]

Этот способ (как и другие иммерсионные способы) имеет определенное преимущество перед контактным резонансным способом при контроле труб малого диаметра. Минимальный диаметр измеряемых труб 3...4 мм против 10... 12 мм. Это объясняется тем, что погружение трубы в жидкость способствует быстрому затуханию обегающих трубу волн Рэлея и Лэмба. [c.170]

Штамповки — изделия, полученные прессованием в форму, иногда имеют сложную форму, затрудняющую введение ультразвука и правильную ориентацию лучей (перпендикулярно наиболее вероятному направлению дефектов). Для контроля также применяют объемные волны, а для некоторых штамповок (кромок лопаток, камеры сгорания турбин) применяют волны Рэлея и Лэмба. [c.202]

Основная схема контроля рассчитана на выявление часто встречающихся продольных дефектов (рис. 3.11, а). Трубы наиболее ответственного назначения контролируют также на поперечные дефекты (рис. 3.11, б). Контроль по схемам а и б выполняют наклонными лучами, распространяющимися в двух встречных направлениях, чтобы надежно обнаруживать дефекты, ориентированные наклонно к поверхности. Применяют поперечные волны или волны Лэмба. При толщине стенки трубы 10 мм и более контролируют также на дефекты типа расслоения (рис. 3.11, в). [c.207]

При контроле структуры тонкостенных труб, листов используют волны Лэмба. Определенную моду волны возбуждают и принимают раздельными преобразователями после прохождения через контролируемый участок изделия. Для контроля нитей и проволок в них возбуждают волны, распространяющиеся в стержнях. Установлено влияние на ослабление ультразвука степени натяжения нити, поэтому данный параметр стабилизируют. В обоих спо- [c.258]

С помощью нормальных волн можно обнаруживать не только пустоты, но и самые незначительные неоднородности, так как из-за небольшого механического момента сопротивления изгибу на участках с неоднородностями возникает нарушение волн. Особенно резко это наблюдается в случае асимметричных волн. На небольших отверстиях, высверленных в листах разной толщины, удалось установить, что при различной частоте колебаний асимметричные волны имеют более сильные отражения. При этом предполагается, что отверстия при контроле волнами Лэмба оказывают на них такое же воздействие, как и короткие трещины. [c.14]

Таким образом, для контроля МКК можно использовать сдвиговые, поверхностные волны и волны Лэмба. Контроль при помощи поверхностных, ультразвуковых волн и волн Лэмба целесообразно применять для оценки глубины МКК образцов после стандартных испытаний их на склонность к межкристаллитной [c.106]

Первая антисимметричная 2,4 7,75 20,4 поперек, так и вдоль пластины (типа расслоения). При выборе моды волны Лэмба [c.27]

Для возбуждения волны Лэмба наклонным преобразователем необходимо, чтобы возникала интерференция прямой волны и волны, отраженной от донной поверхности пластины. Этот вопрос будет рассмотрен далее. [c.27]

Проследим, как преобразуется один тип волн в другой. Преобразование волны Рэлея в волну Лэмба с уменьшением толщины пластины происходит следующим образом [64]. Предположим, что в пластине толщиной к волна Рэлея возбуждается на верхней поверхности. Оказывается, [c.28]

При лазерном возбуждении в ОК излучается короткий акустический импульс. Его спектр определяется в основном длительностью г импульса лазера и лежит в пределах частот до / ах = 1/"С- Так, при X = 10 НС импульс /max =100 МГц, ЧТО превышает обычный частотный диапазон УЗ-дефектоскопов. Поэтому используются только те составляющие спектра, которые могут распространяться в материале ОК на достаточные для его контроля расстояния. Рассмотренным способом в ОК возбуждают короткие (наносекундные) импульсы продольных, поперечных и поверхностных волн, а при определенных условиях также волн Лэмба. [c.76]

Для получения импульса поверхностных волн колоколообразной формы интенсивность освещенных полос должна плавно убывать от середины зоны возбуждения к ее краям. Способ пригоден также для возбуждения определенных мод волн Лэмба, если при выбранной длине волны параметры листа (слоя) удовлетворяют условиям распространения данной моды. [c.77]

В [422, с. 2171] разработана самофокусирующаяся ФР для контроля листов волнами Рэлея и Лэмба. Центральный [c.102]

Гребенчатая структура. Преобразователи типа гребенчатой структуры применяют обычно для возбуждения волн Рэлея или Лэмба. В них возбуждающий и принимающий элементы представляют собой полосы, расположенные вдоль поверхности ввода на расстоянии длины волны друг от друга. Конструктивно их выполняют в форме пластины из пластика, одна из поверхностей которой плоская, и к ней приклеен пьезоэлемент, а другая имеет вид широких зубцов гребешка, они прижимаются к поверхности ввода. Другая конструкция с использованием ЭМА-преобразования показана на рис. 1,40, в. Роль полосок играют полюсы и 5 магнитов, под которыми происходит возбуждение поперечных горизонтальных колебаний. Поскольку направления колебаний под полюсами /V и 5 разные, расстояние между ними равно половине длины волны. [c.167]

В работе [425, с. 585/602] показано, что в результате многократных отражений возбужденной продольной волны в тонкой пластине возникают различные моды волн Лэмба. К приемнику первой приходит волна 05 обладающая максимальной групповой скоростью. Варьируя частоту и угол наклона приемного преобразователя, выделяли также моды ао и [c.289]

В [425, с. 760/272] рассмотрено применение для контроля не только обычно используемых волн Лэмба с вертикальной поляризацией плоскости колебаний, но и горизонтально поляризованные 5Я-волны Лэмба. Рассчитаны коэффициенты отражения и прохождения для низших мод (а, ЗНх) при наличии искусственного дефекта в форме полуэллипса. Для 5Я1-моды коэффициенты, как правило, больше, их осцилляции при изменении размеров дефектов меньше, что говорит о целесообразности применения этой моды для контроля, однако ее возбуждение - непростая задача. [c.422]

При уменьшении параметра уТг кроме перечисленных излучаются также нормальные волны (волны Лэмба), относительная энергия которых с уменьшением Аг возрастает, а при Аг < 1 становится пре- [c.306]

Для контроля обычно применяют низшие моды а и 51, аг, Хг. Выбираются участки дисперсионных кривых волн Лэмба, где минимально изменение фазовой скорости. Этим участкам соответствует максимум групповой скорости. Возбужденные при этих условиях волны Лэмба [c.334]

В [425, с. 290/167] рассмотрен вопрос применения волн Лэмба для контроля довольно толстых листов (5. .. 25 мм) на частотах порядка сотен килогерц. Такие волны Лэмба позволяют контролировать стенки химических реакторов без сканирования на расстоянии 200. .. 300 мм. [c.335]

Прибор ДСК-1 рассчитан как на применение относительного метода структурного анализа металлов, так и на возможность измерения абсолютных значений затухания и скорости распространения колебаний. Прибор укомплектован искателями различного типа с пьезоэлементами из кварца Х-среза прямыми (нормальными), прямыми раздельно-совмещенными, наклонными и наклонными раздельно-совмещенными. Искатели позволяют возбуждать в контролируемых изделиях продольные, поперечные, поверхностные волны и волны Лэмба в диапазоне частот от 0,65 до 10 МГц. Прибор одноблочный, питается от сети переменного тока, основные размеры 540x360x235 мм, масса около 23 кг. [c.71]

Листы толщиной < 6 мм часто контролируют эхометодом или теневым методом с помощью волн Лэмба. Контакт при этом предусматривают лишь в зоне расположения преобразователей, остальную поверхность листа делают свободной. При ручном контроле применяют эхометод. [c.422]

Для возбуждения волн Лэмба в толстых пластинах нужны наклонные преобразователи больших размеров, чтобы возникала интерференция многократно отраженных объемных волн. Это необходимое условие для образования из них волн Лэмба (см. разд. 1.1.2). Особенно неудобно применение больших наклонных преобразователей при контроле искривленных поверхностей сосудов, труб. Недостаток устраняется применением ФР с соответствующим шагом. [c.422]

A.A. Сельским [298] рассмотрены особенности распространения поперечных и нормальных УЗ-волн, направленных вдоль образующей стенки трубы, связанные с ее огибанием. Расходящийся пучок волн растекается вокруг трубы, как бы сворачивается, в результате чего на некотором расстоянии от преобразователя волны заполняют все сечение трубы и обеспечивают выявление дефектов. На рис. 3.82, а показано распространение пучка лучей на плоскости, а на рис. 3.82, б- "сворачивание" пучка вокруг трубы. Эффект проявляется как для волн Лэмба, так и для многократно отраженных попе- [c.456]

Дефекты клеевых соединений между обшивкой и сотовым заполнителем выявляют также методом прохождения с использованием волн Лэмба. Способ основан на влиянии различных факторов (де- [c.489]

Эхометод с применением волн Лэмба используют в нескольких вариантах. [c.493]

Используя метод анализа, описанный выше, можно указать условия нестабильности для случая, когда длина волны в результате деформации расширения становится больше, чем периметр струи. Чтобы избежать ненужных осложнений, допустим, что на струю не действуют никакие посторонние силы. Потенциал скорости для тела цилиндрической формы описывается функцией Бесселя /о кг) (Лэмб, 1945) и должен быть взят в виде [c.35]

Для возбуждения волн Рэлея и Лэмба используют те же способы, что показаны на рис. 1.29, б, в. При этом а, 90° и т=К, причем X — длина рэлеевской или лэмбовской волны. В последнем случае по дисперсионным кривым (см. рис. 1.7) определяют фазовую скорость Срн, а частоту / принимают равной частоте переменного тока возбуждения 1, в результате Х=СрнЦ. [c.70]

Листы и плиты (ГОСТ 22727—88) толщиной 3 мм и более контролируют продольными волнами в направлении толщины. На автоматических установках с иммерсионным контактом контроль ведут эхо-, эхосквозным и (более тонкие листы) теневым методами (рис. 3.8). Листы толщиной 2 мм и менее контролируют эхометодом с помощью волн Лэмба. Иммерсионный или щелевой контакт при этом предусматривают лишь в зоне расположения преобразователей, остальную поверхность листа делают свободной. При ручном контроле применяют эхометод. Для уменьшения объема работы довольно широко используют контроль вдоль линий или в узлах сетки 100-100... 200-200 мм. Кромки листов под сварку контролируют в полном объеме, так как дефекты кромки при сварке могут развиться и перейти в наплавленный металл. [c.203]

В [425, с. 760/272] рассмотрены не только обычно применяемые волны Лэмба с вертикальной поляризацией плоскости колебаний, но и горизонтально поляризованные 5Я-В0ЛНЫ Лэмба. Для моды ЗНх коэффициенты отражения от дефектов, как правило, больше, чем 5К-волн, их осцилляции с изменением глубины дефекта меньше, что говорит о целесообразности применения этой моды для контроля, однако ее возбуждение - непростая задача. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены в разд. 3.3.2.1. [c.335]

НИИхиммашем была исследована также возможность применения ультразвукового метода для контроля МКК в особотонкостенных трубах и листах толщиной 0,1—1 мм. Как известно, при таких толщинах в металле возбуждаются волны Лэмба. Было установлено, что для стали 12Х18Н9Т толщиной 0,1 мм волны Лэмба можно возбуждать искателем с углом наклона 32°. С увеличением толщины листов до 1 мм условия возбуждения волн Лэмба меняются, диапазон углов ввода значительно расширяется. Поэтому при контроле образцов толщиной 0,1 мм прибором ДСК-1 применяли раздельные и совмещенные искатели с углом наклона 32°. [c.105]

Скорость всех перечисленных типов волн не зависит от частоты. В ограниченных твердых телах (пластинах, стержнях) существуют волны в пластинах волны Лэмба) и волны в стержнях волны Порх-гаммера). Их общее название - нормальные волны. В направлении, перпендикулярном к поверхности пластины или стержня, нормальные волны как бы образуют стоячую волну. В пластине или стержне определенной толщины могут распространяться различные типы моды) нормальных волн с различным распределением колебаний по толщине. [c.26]

Оптический лазерный) прием упругих волн. С помощью лазеров можно принимать упругие волны широкого диапазона частот, имеющие нормальные составляющие смещений. К ним относятся продольные, поверхностные, поперечные (с вертикальной поляризацией), а также волны в пластинах (волны Лэмба) и стержнях. В отличие, например, от ПЭП и электростатического преобразователя, способных как излучать, так и принимать уирз -ие волны, лазерные системы излучения и приема не являются обратимыми и имеют различное устройство. [c.77]

Отсюда делается вывод, что метод фактически идентичен методу прохождения с применением волн Лэмба, однако контроль с его помощью осуществляется гораздо быстрее. Применительно к более толстым пластинам сигналы ревербераци-онно-сквозного метода могут рассматриваться как резонансы продольных волн. [c.289]

Излучали и принимали импульсы волн Лэмба контактными наклонными преобразователями, расположенными на расстоянии порядка 10 см навстречу друг другу. Диапазон частот - 0,4. .. 1,8 МГц. Частоты и угол наклона преобразователей выбирали так, чтобы в обшивке возбуждалась определенная мода волны Лэмба. Дефект соединения уменьшал переход энергии волны в заполнитель, что увеличивало амплитуду сигнала. Выбор оптимального угла наклона и частоты определяется толщиной и материалом обшивки, а для обшивок из ПКМ - еще и их упругой анизотропией, зависящей от расположения армирующих волокон. Дополнительным признаком дефекта является изменение фазовой и грутшовой скоростей волн Лэмба. [c.491]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология