Способ ультразвукового контроля состояния материала Советский патент 1986 года по МПК G01N29/00 

f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для структурного анализа сред

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регистрации акустического двулуче- преломпения.

Способ ультразвукового контроля состояния материала заключается в следующем.

Из контролируемой среды вьфезают обр-азец в форме кубооктаэдра.

Устанавливают на гранях кубоокта эдра 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 линейно- поляризованными волнами,- Измеряют вдоль этих девяти направлений скорость продольной Ц и поперечных линейно поляризованных волн ХГ и U , Для каждых из этих девяти направлений определяют значение тензора /w акустических констант согласно уравнению

h

.(У,

для которого справедпива система характеристических уравнений, записанных Б виде

(i.f -,,

(1)

где X - главные искомые направления (i f - символ Кронекера; 1. - собственные значения тензора акустических констант.

Решая систему характеристических уравнений (1) получают собственные .значения Л тензора f, j акустических констант.. Например, для силлиманито- вого сланца выполняется условие свидетельствует о его ромбической структуре. Матрица упругих постоянных для сред такой симметрии имеет вид:

tkf

.

12459892

Зная, что акустический тензор Г,

равен

кого тензора Г

де

ijK t-h.n, матрица акустичесзаписывается в вил-г

43.

причем Г,

11

О, Г,

23

- О, г, с

I j

О

55

Имеем для зтого случая продольную

волну со скоростью Vj,

- Сц

Р

попе

/Г /Г речные волны Vj , V,, /- .

Подставляя последовательно найденные значения з уравнение (1), находим, ЧЛ о вектор смещения продольной волны и . совпадает с направлением волновой нормали, т.е. он совпадает с направлением оси Xj--(x) . Векторы смещения двз х поперечных волн U и Ц перпендикухгярны этому направлению и совпадают с главной системой коорди

поляризована вдоль оси Xj(у), а V - С,

ВДОЛЬ ОСИ Xj (z) .

Так как С V, --7 V,,

55 (,6 следовательно 2 . .,,, что и требовалось доказать. Если в направлении оси х(х) с помощью пьезопреобразователя послать ультразвуковой импульс поперечных колебаний, вектор смещения которого параллельной оси, то приемный пьезо- электричесрсий преобразователь, ориентированный точно таким же Ьбразом, принимает поперечную волну V, Если оба прегобразователя, излучающих попер ечнзда волну, ориентировать векторами смещений вдоль оси z(Xj), то будет зарегистрирована поперечная волна. И, наконец, если ориентировать их под углом 45 к направлениям yz(x2X), то тогда будут зарегистрированы два импульса.

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля состояния материала, заключающийся в том, что в материале вдоль неэквивалентных произвольно заданных направлений возбуждают и измеряют скорости распространения ультразвуковых пррдольной и двух поперечных линейно- поляризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно ортогональны, и определяют компоненты акустического тензора, отличающий

312459894

с я тем, что, с целью расширения скоростей ультразвуковых волн осу- функциональных возможностей путем ществляют вдоль девяти направлений регистрации акустического двулучепре- и с учетом матрицы 5шругих постоян- ломления, возбуждение и измерение ных определяют состояние материала.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для структурного анализа сред. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем регистрации акустического двулучепре- ломления. В способе из контролируемой среды вырезают образец в форме кубо- дктаэдра. Устанавливают на гранях куf бооктаэдра ультразвуковые преобразо- атели 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 линейно- поляризованными 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