Способ ультразвукового контроля состояния материала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для структурного анализа сред. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем регистрации акустического двулучепреломления. В способе из контролируемой среды вырезают образец в форме кубодктаэдра. Устанавливают на гранях куf бооктаэдра ультразвуковые преобразоатели продольных волн и ультразвуковые преобразователи поперечных линейно-поляризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны . Осуществляют зондирование образца в направлении, перпендикулярном граням кубооктаэдра, одной продольной и двумя поперечными линейнополяризованными волнами. Измеряют скорость продольной 1/, к поперечных линейно-поляризованных волн Г и tj . Для каждого из этих девяти направлений определяют значения тензора акустических констант. Решая систему характеристических уравнений, получают собственные .значения тензора акустических констант, по которым определяют сатрицу упругих постоянных. По значениям этих упругих постоянных определяют состояние и акустическое двулучепреломпение материала. с S IW Is:) 4 СД О 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 И 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3759860/25-28 (22) 25.06.84 (46) 23.07.86. Бюл. Р 27 (71) Киевский ордена Ленина государ ственный университет им. Т.Г.Шевченко (72). Г.Т.Продайвода,.А.M.Ñâèðèäîâ и В.Т.Лахтанов (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 681366, кл. G 01 N 29/00, 1977. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

СОСТОЯНИЯ ИАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для структурного анализа сред.

Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей путем регистрации акустического двулучепреломления. В способе из.контролируемой среды вырезают образец в форме кубо октаэдра. Устанавливают на гранях ку„„SU„„3245989 A 1 бооктаэдра ультразвуковые преобразователи продольных волн и ультразвуковые преобразователи поперечных линейно-поляризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны. Осуществляют зондирование образца в направлении, перпендикулярном граням кубооктаэдра, одной продольной и двумя поперечными линейнополяризованными волнами. Измеряют скорость продольной U„ и поперечных линейно-поляризованных волн О и 0 .

Для каждого из этих девяти направлений определяют значения тензора акустических констант. Решая систему

Ф характеристических уравнений, получают собственные .значения тензора акустических констант, по которым определяют .матрицу упругих постоянных.

По значениям этих упругих постоянных определяют состояние и акустическое двулучепреломпение материала.

laaaL

К)

)фью

Сп

Ж

1 245989 следующем.

Из контролируемой среды вырезают образец в форме кубооктаэдра, Устанавливают на гранях кубоокта эдра ультразвуковые преобразователи продольных волн и ультразвуковые ,преобразователи поперечных линейнополяризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны. Осуществляют зондирование образца в направлении, перпендикулярном граням кубооктаэдра, одной продольной и двумя поперечными линейнополяризованными волнами. Измеряют вдоль этих девяти направлений скорость продольной 1-", и поперечных линейно поляризованных волн О и U

Для каждых из этих девяти направлений определяют значение тензора акустических констант согласно уравнениюю L

+ (1 (з

1 для которого справедлива система характеристических уравнений, записанных в виде (p;r - S;Ð) t(, =В ° (1) где X(— главные искомые направления, 6 3 — символ Кронекера; собственные значения тензора акустических констант.

Решая систему характеристических уравнений (1) получают собственные значения тензора1,„ акустических констант. Например, для силлиманитового сланца выполняется условие „ 11 ФМ, что свидетельствует о его ромбической структуре. Матрица упругих постоянных для сред такой симметрии имеет вид: с,(С, С11

О

О

С<, С„, О О 0 з О О О с„с,, о о о

0 О С„„0 0

0 0 0 C„O

О О О О С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для структурного анализа сред.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем регистрации акустического двулучепреломления.

Способ ультразвукового контроля состояния материала заключается в

Зная, что акустический тензор Г,< равен ",„„ f „.ï„, матрица акустического тензора Г записывается в ви(Г де о о

О ° Г„О О О Г, причем 1„. == С,„, Г, = О, Г,. = О

Имеем для этого случая продольную волну со скоростью V, = — попе/С„ р У

С С,15 л - Р реччые волны V = —, V

Подставляя последовательно найденные значения в уравнение (1), находим, Что вектор смещения продольной волны (1>

U . совпадает с направлением волно20 вой нормали, т.е. он совпадает с направлением оси x((x), Векторы смеще <н} (з) ния двух поперечных волн U и U перпендикулярны этому направлению и совпадают с главной системой координат акустического тензора, т.е. V, поляризована вдоль оси х,(у), à V, вдоль оси х (z) .

Так как С, 4 C, следовательно

V, Ф V,, что и требовалось доказать.

Если в направлении оси х(х4) с помощью пьезопреобразователя послать ультразвуковой импульс поперечных колебаний, вектор смещения которого параллельной оси, то приемный пьезоэлектрический преобразователь, ори35 ентированный точно таким же образом, принимает поперечную волну V,. Если оба преобразователя, излучающих поперечную волну, ориентировать векто40 рами смещений вдоль оси z(x,), то будет зарегистрирована поперечная волна. И, наконец, если ориентирбвать а их под углом 45 к направлениям

yz(x,õ ), то тогда будут зарегистри45 рованы два импульса.

Формул.а изобретения

Способ ультразвукового контроля состояния материала, заключающийся

50 в том, что в материале вдоль неэквивалентных произвольно заданных направлений возбуждают и измеряют скорости распространения ультразвуковых пррдольной и двух поперечных линейнополяризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно ортогональ с ны, и определяют компоненты акустического тензора, о тли ч а ющи й

1245989

Составитель Г.Рыжакова

Техред И.Попович Корректор(A..Обручар г

Редактор Н.Яцола

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3992/36

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регистрации акустического двулучепреломления, возбуждение и измерение скоростей ультразвуковых волн осуществляют вдоль девяти направлений и с учетом матрицы упругих постоянных определяют состояние материала.