Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 64
Текст из файла (страница 64)
К. с. с переменной плотностью обычно изготавливают в виде двух соеди- Рис. б, составной концентратор: 1 — цилиндр большого диоиетрв; 11 — отрезок стерлгня конической или экспоненциельной формы; П! — пилиидр малого диаметра. ивиных между собой стержней иа разных иатериалов длиаай ).!4 с одинаковым поперечным сечениеы. К. с, классифицируют по следующим признакам: по форме продольного сечении (рис.
5), по фарые поперечного сечении (круглый, клинообразный и др.), по количеству элементов с различным профилем продольного сечения (простой, составной— рис. 6), по количеству паследователь- Рис. 7, двухступенчатый концентратор: 1 — ступенчотый концентратор: 11 — вмпуньный концентратор. но соединенных резонансных концентраторов полуволновой длины (одно-, двух- и т. д.
ступенчатый— рис. 7), по форме средней линии (прямолинейный, изогнутый), по ти- пу колебаний концентратора (продольные, сдвиговме, крутильные). Изменение сечения К. с. может происходить как вследствие изменения внешнего профиля стержни (рис. 5), так и внутреннего (рис. 8). Круглые К. с. про- Рис. 5. Сечения круглых простых одноступенчвтых ионцентрвгоров продольных колебаний: о — ступенчатый; б— конический; в — експоненпивльный; г — ватеноидвльный; д — гауссов !вмпульный); вривые покввмвают распределение амплитуды колебательной скорости ь н деформвлии к' па длине концентратора. филей, представленных на рис, 5, ыогут быть испольвовавы для усиления как продольных, так и крутильных колебаний.
Каэфф. усиления К. с. К =- $Ло гДе $! и бе — амплитУДы смешевиа соответственно аа ега узком и широком концах. При гармонич. колебаниях с круговой частотой ю аиплитуда колебательной скорости с =- ю$ и, следовательно, К = о!!ре, Для ступенчатого К. с. К = Лх, где )У = = 11!!Ло, а )(! и Во радиусы узкого (выходного) и широкого (входного) торцов соответственно. Для экспонен- е б в Рис. З. Концентраторы с переменным внутренним профилем: о — експоиенаивльный; б и г — ступенчатые. циальаого К. с.
гь' = Дг, для катеноихл! дального К = гу))сов — ), а для ко- 1. нического К ( Х в всегда К ( 4,6. Максимальная амплитуда колебательной скорости и , получаемая аа узком конце К. с., зависит от свойства материала нонцевтратора — разрушагащего усталостного напряжеаая К вЂ” и волнового сопротивления рс 172 КОЭФФИЦИЕНТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ Материалы » ь » д ь »„с и па с и » и фй Свойства Модуль 10нга Е 10 ы,дзн/ем* Модуль сдвига С 10 ", дан/си» Платность р, г)си' Скорость предельных волн с, ! 0 ', сы)с .. Схсрссть сдвиг сзых волн сс 10-', си!с Разрушающее напряженке у 10-",!и7и!сы' Р!рс.
10 ', сиге 0,89 2,09 1,18 2,18 0,36 0,85 0,40 4,42 7,9 8,8 0,33 8,45 0,82 7,85 4,90 5,24 3,24 Ь,!4 3,28 3,25 1,97 7,2 5,Ь 3,35 1,28 2,2 0,»7 О,Ь6 К. с. широно применяются в УЗ-вой технологии в составе различных УЗ-вых инструментов, напр. при УЗ-вой механической обработке, саархе, пайке, дроблении и диспергировании материалов, при очистке глубоких отверстий,при локальном воздействии на рааличные процессы. В медицине они применяются в УЗ-вых хирургич. инструментах, предназначенных для разнообразных операций. К.
с. используются также для увеличения интенсивности авуна, напр. прн прнменснии ультразвуха с металлургии. Литл Истсчнщхи исщнагс ультразвука, М., 1957 1Фнздха в техника мсщнсгс ульт- (где р — плотность, с — скорость распространения волн), а также от безразмерной функции Ф, зависящей только от формы концентратора: у р, = — Ф.
Наилучшие материалы для рс К. с. с точки зрения получения максимальной амплитуды колебательной скорости — титан и его сплавы (см. табл.), поскольку при достаточно большой механич. прочности зти материалы обладают сравнительно нианим волновым сопротивлением, а также малым коэфф.
поглощения внука. Так, при помощи К. с., состоящего из ступенчатой и ампулькой частей (рис. 7), наготовленных из титана, на частоте 2!) крц было получено значение и,— в 104 см)с, при этом 5 1 мм. Свойства материалов для стержневых х сп центр хтс р си раззукз, кн. !), с, !49 — 208, 288 — Ззз; Фокусирование ззунозых и ультразвуковых волн, М., 1977; Меркулсв Л. Г., алиусг. ж.», !957', т.
З, № З, с. 2эс — ЗЗ,' Меркулов Л. Г., Ххрнгонаэ А. В., там же, 1959, т. 5, № 2, с. 183 — 90; Физическая акустика, асд рсд, У. Мазана, пер. с англ., г. 1, ч. П, М., 1967, гз. 8; Ы е р р! та х Е. А., »Асахиса °,!963, х. 13, № 5, р. 368 — 70. И. Н. Каи вс й. КОЭФФИЦИЕНТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ (К) — основной параметр, характеризующий аффективность преобразования электрич. энергии в упругую н обратно в пьеаоактивных (пьезозлектрич., магнитострикциоиных и др.) материалах, а также в элсктромеханич.преобразователнх различного типа (см.
Элсигпроакустические преобразователи). Применительно к магнитсстрипцисииым материалам и преобразователям К. э. с. часто иаз. коэфф. магнитомеханнч. саная. Квадрат К. а. с. ранен отношению плотности преобразованной (выходной) энергии к плотности запасенной (входной) без учбта диалектрич., магнитных и механич. потерь, а также иалучеиия. При этом для приемников и излучателей входная энергия является соответственно упругой и электрической (магнитной), а выходная — электрической (магиитнои) и упругой.
Для магнитострикцианнЫх и пьсхсэлехтрихссхих материалов с помощью ур-ний состоянии (т, н. местных ур-ний) К можно выразить через пьееоэлектрич. и магннтострикционные коэффициенты, коэфф. упругой податливости и диэлектрич. или магнитную проницаемость. Иэ определения К следует, что относительная разность между значенинми диэлектрнч. (магнитной) проницаемости механически свободного и аажатого образцон, а также относительная разность между коэфф.
упругой податливости электрически (магнитно) свободного и аажатого обраацов пропорциональны Кх (электрически аажатый обрааец пьезоэлектрика имеет разомкнутые, а электрически снободный — короткозамкнутые электроды; магнитно аажатый образец магнитострикционного материала имеет короткоаамкнутую, а магнитно свободный — рааомкнутую обмотку). Различным видам колебаний соответствуют равные К. э.
с., причем всб многообразие возможных К. а. с, пьезозлектрнч. и магнитострикциопных материалов всегда можно выразить че- крнстАллидяцин (73 реа сравнительно небольшое число (не более трех) т. н. инвариантных К. э. с. Реалиаация тех нли иных К. э, с. зависит от соотношения размеров колеблющегося тела, от взаимной пространственной ориентации векторов постоянной и переменной индукции (электрической ()в и П или магнитной Вв и В-), а также от группы симметрии активного материала. В случае поперечно изотропных пьезоэлектрич. и магнитострикционных материалов (поляризованная пьезокерамика, поликристаллич. ферромагнитные металлы или феррнты), имеющих симметрию соответственно со си и со)си в кристаллографич. системе координат, наиболее важными ивляются продольный К.
з. с. К«6, поперечиыи К э с К«1 и сдвиге вин )( э с К««(см. Пьввовлвкксри«свисав, Мввиитввксрикзии). Значения К. э. с. не могут превышать ( и для известных пьеэовлектрич. и магнитострикционных материалов лежат в пределах от нескольких сотых (например, кварц) до 0,8 — 0,9 (кристаллы сульфоиодида сурьмы). Если преобрааование энергии происходит одинаково во всех точках колеблсощегося тела, то низкочастотный, или квазистатич., К. э. с. преобразователя совпадает с его дииамич.
К. э. с., а также с К. э. с. материала. При возбуждении преобразователя на к.-л. резонансной моде колебаний К. а. с„ относящийся к этой моде (наа. часто «эффективный К. э. с.«в Кафф), почти всегда меньше соответствующего К. э. с. материала (исключение составлясот цилиндрич. преобразователи, колеблющиеся на радиально симметричной моде, для к-рых К. з. с. преобрааователя и матернала совпадают). К.
э. с. широко используется в расчетах электромеханич. преобрааователеи; от него непосредственно аависят такие характеристики, как ширина полосы, кпд, удельная чувствительность и др. Чшил Фквк«еская зктстккв, ивя ред. У. Ма«она, ПВР..С аНГЛ., т.1«Ч. А, Ы., 1666, ги. 3; Мер р!ос аз И. А., вАсэвнсэ», 1665, т. 15, Ла 1, р. 58 — 62.
Л. Н. Скривив. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ у л ь т р аз в у к о в а я — процесс кристаллизации под действием УЗ-вых колебаний, изменяющих условия аарождения и роста кристаллов и позволяющих получать нзмельчбнную струк- туру поликристалла с улучшенными фиаико-механич. свойствами. УЗ оказывает влияние на К. почти всех веществ, однако наибольшее практи- ческое применение ультразвуковая К. получила при проиаводстве слитков и фасонных отливок из металлов и сплавов. Структура затвердевшего металла определяется гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
