Особенности распространения подповерхностных и поверхностных волн в объектах со слоистой структурой. Ч. 1. Влияние геометрических параметров объекта
Another Title
Features of the Surface and Subsurface Waves Application for Ultrasonic Evaluation of Physicomechanical Properties of Solids. Part 1. Influence of the Geometrical Parameters
Bibliographic entry
Особенности распространения подповерхностных и поверхностных волн в объектах со слоистой структурой. Ч. 1. Влияние геометрических параметров объекта = Features of the Surface and Subsurface Waves Application for Ultrasonic Evaluation of Physicomechanical Properties of Solids. Part 1. Influence of the Geometrical Parameters / А. Р. Баев [и др.] // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. – 2018. – Т. 9, № 4. – С. 325-336.
Abstract
Применение поверхностных и подповерхностных волн для контроля изделий с двухслойной структурой позволяет расширить возможности диагностирования физико-механических свойств объектов. Цель работы состояла в установлении условий и выдаче рекомендаций, обеспечивающих измерение скорости и амплитуды упругих мод в защитном покрытии и в основе объекта при одностороннем доступе к его поверхности. На основе представлений лучевой акустики проанализирован акустический тракт и получены соотношения между геометрическими параметрами объектов, акустической базой прозвучивания, длиной волны упругих мод, количеством осцилляций в импульсе, необходимые для нивелирования акустического шума при акустических измерениях. Проведено сопоставление данных расчетной модели с опытными данными, предложенными для использования в качестве опорных для определения оптимальных условий измерения скорости упругих мод, амплитуды, спектра сигнала и др. Изучены условия устранения паразитного влияния вращающихся мод на измерения при осевом прозвучивании поверхностной волной цилиндрического объекта. Проанализирован способ измерений, реализуемый путем прямого и обратного прозвучивания объекта малоапертурными и наклонными преобразователями, и получены выражения для определения скорости подповерхностной волны под защитным покрытием в виде клина. Предложено ультразвуковое устройство для возбуждения-приема поверхностных волн с разной скоростью распространения в объектах (изменяющейся на 20–35 %), использующее для акустического согласования сред металлического звукопровода в виде клина. Изучена возможность нивелирования влияния интерференции в защитном слое на выявляемость дефектов в основе материала объемной волной путем создания опорного эхо-сигнала продольной волны заданной частоты и вводимой нормально к поверхности объекта.
Abstract in another language
Application of surface and subsurface waves for control of objects with a double-layer structure allows to extend possibilities of diagnostics of their physico-mechanical properties. The purpose of work was to determine conditions and offer recommendations providing measuring of ultrasonic velocity and amplitude of the former modes in protective layers and in basis of object at one-sided access to its surface. The analysis of an acoustic path of a measuring system in relation to ultrasonic evaluation of the objects having the restricted sizes and the protective coating according to velocity data of the surface and subsurface waves propagation is made. On the basis of representations of beam acoustics the dependences connecting a wavelength of the excited surface and subsurface modes, thickness and width of a controlled object, acoustic base of a sounding are defined. There are to provide a condition leveling of the influence of an acoustical
noise created by the reflected and accompanying waves on parameters of acoustic signal with the given quantity of oscillations in an impulse. The principle opportunity is shown and conditions for determination of velocity of subsurface body waves in the base material which is under a protective coating layer are established. For these purposes on the
basis of use of the block of ultrasonic probes the optimum scheme of a sounding is offered and the analytical expression for calculation of required velocity considering varying of thickness of a covering is received. The method of acoustical measuring realized by a direct and reverse sounding of the objects with small aperture and angle probes was analysed and formulas for determination of speed of subsurface wave under protective layer of the wedge form have been got. An ultrasonic device is suggested for the excitationreception of subsurface waves with different speed in objects (on 20–35 %) using for the acoustic concordance of environments of metallic sound duct as a wedge. Possibility of leveling of interference in a protective layer to control efects in basis of material by a volume wave by creation of supporting echo-signal of longitudinal wave of the set frequency and entered normally to the surface of object was studied.
View/
Collections
- Т. 9, № 4[8]