Рассеяние упругих волн неоднородной границей при акустическом контроле неразъёмных соединений
Another Title
Scattering of Elastic Waves by an Inhomogeneous Boundary in the Acoustic Testing of Permanent Joints
Bibliographic entry
Рассеяние упругих волн неоднородной границей при акустическом контроле неразъёмных соединений = Scattering of Elastic Waves by an Inhomogeneous Boundary in the Acoustic Testing of Permanent Joints / А. Р. Баев [и др.] // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. – 2019. – Т. 10, № 4. – С. 360-372.
Abstract
Повышение надёжности и производительности контроля неразъёмных соединений различных материалов, выполненных сваркой, напылением, склеиванием, пайкой и другими методами, является важной производственной задачей, для решения которой наиболее простым и эффективным является акустический метод. Цель работы заключалась в расширении технических возможностей и повышении чувствительности акустического контроля дефектов сцепления материалов на основе установления закономерностей формирования поля рассеяния упругих волн от неоднородной границы в трёхмерном пространстве и выдаче рекомендаций для разработки методик контроля таких объектов. Впервые в рамках классических представлений проведён расчёт полей и анализ полей рассеяния падающего акустического луча с круглым поперечным сечением, перемещаемого через границу полубесконечного дефекта. В качестве важного параметра дефекта неразъёмного соединения предлагается использовать фазовый сдвиг между отражёнными от указанных поверхностей волнами, варьируемый в диапазоне π/4–π. Он оказывает существенное влияние на диаграмму направленности поля и её угловые экстремумы – минимумы и максимумы разных порядков при перемещении границы дефекта относительно центра пятна акустического луча. Установлены особенности эволюции структуры поля рассеяния, позволяющие выявить оптимальные условия для обнаружения слабо отражающих звук дефектов. Показана принципиальная возможность оценки площади дефекта (дефектов) по данным изменения амплитуды первичного максимума диаграммы направленности поля рассеяния. Представленные экспериментальные данные находятся в хорошем качественном соответствии с расчётными данными. На конкретных примерах показана эффективность использования предложенного метода для ряда практических приложений.
Abstract in another language
Improving the reliability and testing performance of permanent joints оf different materials made by welding, spraying, gluing, soldering and other methods is an important production task, for which the ultrasonic method is the simplest and most effective. The purpose of this work was to expand the technical possibilities and increase the sensitivity of ultrasonic testing of adhesion defects of materials joints based on the establishment of laws governing the formation of a scattering field of elastic waves from an inhomogeneous boundary in three-dimensional space and issuing recommendations for the development of suggested method. For the first time, in the framework of classical concepts, the scattering fields of elastic waves of an acoustic beam with a circular cross section moving across the boundary of a semi-infinite defect are calculated. It is proposed to use a phase shift between the waves reflected from the indicated surfaces, which varies in the range of π/4–π, as an important parameter of the material joint's defect. It has a significant effect on the field pattern and its angular amplitude extrema — minima and maxima of different orders when the defect boundary is moved relative to the center of the acoustic beam spot. The features of the evolution of the structure of the scattering field are established, which make it possible to identify optimal conditions for the detection of weakly reflective defects in sound. It is shown that it is possible in principle to estimate the defect's area by measuring a change in the amplitude of the primary maximum of the radiation pattern of the scattered waves. Specific examples show the effectiveness of using the proposed method for a number of practical applications.
View/
Collections
- Т. 10, № 4[10]