CC BY
34
УДК 620.179.16
М.И. Сластен
ЗАВИСИМОСТЬ ОГИБАЮЩЕЙ ЭХОИМПУЛЬСА ОТ ПОРЯДКОВОГО НОМЕРА В СЕРИИ ОТРАЖЕНИЙ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО ИМПУЛЬСА
В МОНОКРИСТАЛЛАХ С МЕХАНИЧЕСКИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ
В настоящее время контроль внутренних остаточных механических напряжений (МН) в монокристаллах осуществляется ультразвуковым (УЗ) эхоимпульсным методом по огибающей серии эхоимпульсов, когда плоскость УЗ колебаний составляет угол 45° с направлениями главных МН [1]. При этом огибающая серии эхоимпульсов зависит от величины МН и частоты УЗ колебаний f. Зависимость огибающей серии эхоимпульсов от частоты /приводит к определенным трудностям измерительного процесса, поскольку существуют частоты Л , на которых огибающая серии эхоимпульсов является экспоненциальной и не изменяется при вращении УЗ преобразователя вокруг своего центра, что является признаком отсутствия внутренних остаточных МН в монокристаллах.
Для преодоления трудностей предлагается использовать УЗ импульсы с линейной частотной модуляцией и УЗ широкополосные преобразователи.
Получено выражение для определения зависимости амплитуды эхоимпульса А(п, Л) от порядкового номера в серии отражений п и частоты УЗ колебаний/
А(п, Л) = Ае~2ап | соб т- | ,
/г+1 *1
где а - коэффициент поглощения УЗ волн; Ь - длина монокристалла в направлении распространения УЗ колебаний; Л и Л+1 - соседние частоты УЗ колебаний, на которых огибающие серий эхоимпульсов являются экспоненциальными.
Если в пределах УЗ импульса / изменяется от Л до /1+1, то на огибающей каждого эхоимпульса, зависящей от амплитудно-частотной характеристики широкополосного УЗ преобразователя и поглощения УЗ волн в монокристалле, появляются спады амплитуды до нуля. Число спадов равно номеру эхоимпульса.
Применение УЗ импульсов с линейной частотной модуляцией и УЗ тттиро-кополосных преобразователей позволяет устранить указанный недостаток УЗ эхоимпульсного метода контроля МН, а также использовать его для контроля монокристаллов с малым числом эхоимпульсов в серии отражений по характерной форме огибающей первого эхоимпульса с закономерным изменением ее в зависимости от порядкового номера в серии отражений п.
1. Сластен М.И. Ультразвуковой эхоимпульсный метод измерения механических напряжений. // Известия ТРТУ - ДонГТУ. Донецк, ДонГТУ, 2001, №1, с. 192 - 201.
