Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 71
Текст из файла (страница 71)
«разовые скорости Л. в. сф при этом раины бесконечности, а групповые с'р — ыулю. , При значениях юй(с), больших критических, фазовые скорости Л. в. становится отличными от босконечности, а групповые — от нуля. Это можно интерпретировать как поворот направлений распространения двух продольных или сдвиговых волн, образующих стоячую волну в крнтич. области, от оси г в сторону положительной оси г.
При атом из-аа отраже- 191 МАРНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ пия от границ пластины возникают волны другой поляризации, и Л. в. окааывается «составленной» иа четырех компонент (рпс. 3); двух продольпых волн с волновым вектором йг и двух сдвиговых с волво- Рнс. 3. Волна Лаибе з пластине толшнноа 2Ь, представлейнзя к энде совокупности двух сдвиговых н двух продольнмх волн; х — направление распро- странения аокны Лэнса. вым вектором йы еприпасованпых> одна к другой таким обрааои, что проекции всех волковых чисел ва ось к одинаковы, а напряжения, создаваемые четырьмя волнами па граничных поверхностях х = ч й, равны пулю.
Расвределепие смещений и папряжеиий по сечению пластины характеризуется узламя и пучяостями, а траекториями частиц среды в волапх становятся аллипсы, эксцектриситет к-рых зависит от т»ша и порядка волны, глубины и коэфф. Пуассопа материала пластвиы. При больших толщипах пластины ()г,й » 1) у всех Л. в., кроме волн з» и а, имеется только смещение ю по осй з, распределенное по толщине сипусоидальпо с пространственным периодом 2й!к(н — порядок волны) или 26 Отношение амплитуды этого и — ц, смещения яа поверхности к аыплитуде в толще пластины стремится к пулю, т. е.
движеппе е каждой 2!. в., кроме гэ п аэ, становится локализованным в толще и ве евыходвт» па поверхпость. Для волн г, и аэ, как уже отмечалось, напротив, имеет место МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ вЂ” ферромагнитные металлы и сплавы (см. Феррокагнетики), а также 1Ггерриглы, обладагащиЕ Хароща своеобразный скин-аффект. Фазовые и групповыо скорости всех волн (кр>ь ме зе и оэ) при йг й » 1 стремятся к сг.
Л. в. могут распрострапяться ие только в плоских пластинах иа однородного изотроппого материала. Опи существуют также в искрпвлепиых пластиках, е пластинах с пеодпородными мехапич. свопстеаып и в пластиках, вырезанных иа кристаллов. В этих случаях их свойства усложпнются.
Л. е. широко применяются па практике: для всестороннего перазрушающего контроля листоных материалов и конструкции (выявлепие дефектов, определение толщины изделий и т. д.) и в системах для обработки электрич. сигналов (ультра- и гиперзвуковые линии гиде!жки электриЧ. СигнаЛов, фильтры и т. д.). В перазрушающем контроле Л. в. диапазона 0,1— 10 МГц удачно дополпяют объбмпые УЗ-вые волны, с помощью к-рых контроль воаможеп только в толстых массивных обраацах.
Для систем обработки очень ценным свойством Л. н. нвляется заввсимость фазовой и групповой скоростей от частоты, благодаря чему можно создавать т. и, дисперсиоппые линии задержки, где время задержки сигпдла зависит от частоты. Такие ликии аадержки и фильтры существуют в частотном интервале 0,1— 200 МГц. Лигчл В к н т о р о з П. А., Физические основы применение ультразвуковых волн Роден н Лэыба о технике, М., !966, гл. 2; К од ь с и к Я Г., Волны напряжении з твердых телах, нер.
с англ., М., 19зз; Физическая акустика, под ред. У Мззокз, нер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966, гд. 2; Вреза»сках Л. М., Волны эсконсчых средах, М., 1957, гк. 1. И. А. Викторов. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ у л ь т р аз в у к о в а я — то же, что зеуколю.чинесценцик. ЛЯВА ВОЛНЫ вЂ” см. Поееркносткие волна. выраягеппь>ми магпптострикцповвымя свойствами и примепнеыые для изго- товпепия логнитострикционкы» нре-. обрагоеиюелеб, 192 мА|'нитостРикципнные мАтеРиАлы Наиболее употребительные металлич. М. и.— никель н сплавы на его основе, а также железокобальтовые я железоалюминиевые сплавы. Их используют в поликристаллич. форме и изготавлпва|от по обычной металлургич.
технологии, прокатывая в вице полос толщиной 0,1 — 0,3 мм для уменыпения потерь на вихревые токи. И феррнтовым М. и. относятся ферриты со структурой >ппинели— феррит пикеля и твердые растворы на его основе (включающие ферриты кобальта, цепка, меди и др. добавки) н со структурой граната — в основном феррит-гранат иттрия (ИгрГ). Ц>ерриты-шпинели употребляют в виде поликристаллич. керамики, к-рая изготавливается из окислов (резке солей) металлов по керамич.
технологии, в форме монолитных сердечников; ферриты-гранаты выращиван>т пз расплава в виде монокристаллов. Электромеханич. преобразователи из М. и., в частности злектроакуео>ические креобразователи, находят широкое применение в УЗ-вой технике, гндроакугтпкс и акуетозлектронике для излучения и приема акустич. волн, а также цля изготовления акустич. фильтров, стабилизаторов и разнообразных датчиков в системах автоматики.
Для преобразователя конкретного назначения М. м. выбирают по характервстнкам, определяющим пан|вне для данного применения свойства преобразователя. Измерение характеристик М. м. проводят с учетом формы образца, к-рая может влиять нз их величину. Динамич. характеристики относят к определенным апачснинн постоянного поля подмагничивания. Свойства материала, непосредственно связанные с преобразованием энергии, характеризуются коэфф.
магиптомехавпч. связи К (см. КозфГр>>пивко> электромеханической связи), магнитострвкционпой постоянной а и постоянной чувствительнооо > сти Л. Величина а =-- ~ —.) опреде- (дВ )и ляет чувствительность злектроакустич. преобразователя (по электрич. напряжениЮ) каК иалучателя ульи>ригов > звука, величина Л = ( — ~ — его ( зо )гг чувствительность (по звуковому давле нию) как приемника (здесь и, и, В и  — соответственно мехавич.
напряжение, деформация, магнитная индукции и напряженность магнитного полн; индексы и и Н при производных означают постоянство соответствующих величии). Величины а, Л, К связаны соотношениями, в которые входят также магнитная проницаемость р и константа упругой податливости Я. Проме того, величина р определяот индуктивность, т. е. электрич. импе- данс т.
н. зажатого преобразователя (в отсутствии колебаний). Этот импе- данс учитывается при согласовании излучателя или приемника внука с электрнч. схемой (с пвтающим генератором — в случае излучателя, с усилителем — в случае приемника) и входит в качестве одного из элементов в схему электромеханич. фильтра. Ионстанты упругости в комбинации с плотностью р определяют скорость распространения данного типа колебаннй (екорость звука г) и соответственно резонансную частоту для данной иоды колебаний сердечника заданных размеров.
При расчете продольных колебаний сердечников из изотропных поликристаллич,материалов пользуются обычно модулем Юнга К, при расчете крутильных — модулем сдвига С. Эффективность преобрааования, или коэфф. полезного действия (кпд), определяется наряду с коэфф. К магнитными и механнч. потерями. Первые характеризуются тангенсом магнитных потерь ьд(), вторые — механич. добротностью г).
Магнитные потери связашз с вихревыми токами, зависящими от удельного электрич. сопротивления рзя и с гистерезисом, косвенно характеризуемым величиной коэрцитивной силы Вю Величина () материала играет весьма важную роль для фильтров и стабилизаторов, а также для УЗ-вых излучателев, работающих с малой акустич, нагруакой.
При сильно нагруженных излучателях (напр., в гидролокаяии, в установках УЗ-вой очистки, при приМенении ультразвука в металлургии) добротность >у сказывается лишь на величине мехаяоакустич. кпд, к-рый на практике всегца в таких случаях достаточно высок. Величины К, а, Л, р, а также хд() и (> сильно зависят от постоянного МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ полн подмагничивавин Не (рис. !). Обычно рекомендуется работа преобразователя при т. н.
оптииальнолг поле подмагничинания Нект соответствующем максимуму К. Для фильт- к дкк а 1О— 3 Ге,е„е Рис. (. Заеиеииесть Н, П, и ет пеня пецнагиичиеания Н, аля никеля (пунктнр) и перменцюра (сплегинан нинин) ирн малой анплитуце неебужцаюЛк.з щей индукции. 600 400 206 20 40 рон и стабилизаторов весьма существенна и относительно иебольшан зависимость от Не констант упругости [см. Дельте Е-эффект) и механич. добротности. Кроме того, у М. м. имеет место значительная амплитуднан зависиность констант преобразовании и потерь, причем изменение К, а, р, (2 () обычно относят к амплитуде индукции В ,а изменение Π— к амплитуде механич. напряжения п,„(рис. ч,З). Такая нелинейность свойств материалов — один из факторов, обуслоиливающих предельную интенсивность излучении магнитострикциовных преобразователей.
Она сняаана с пилением магнитного насыщения (см. Маенитегтрикция, Феррелагнктидл) и по- е.(04 0.4 0,2 б 4 6 12 В,куе Рие. 2. зависимость а и 120 от амплитуды неэбужцеющей инцукцин В цля никеля (пунктир), перменцюра (енлешнкн линия) и феррита никеля (штрикцунктир) ири Н„соответствующем максимуму а. этому может характеризоваться магнитострикцией насыщения Хк и индукцией насыщении В,. Предельноо магнитострикциовное вапрнжение п„,пая щ Хк Е!2 определнет предельную интенсивность сильно нагруженных излучателей. При слабой нагрузке предельнан амплитуда колебании иалучателев определнетсн усталостной дипамич. прочностью п„р. !1рочностиые свойства материала характеризуют таклее прецелом статич. прочности плр с„ и пределом текучести пт. При работе с большой амплитудой в режимах. близких к предельным, для увеличения пнн, х, сохранения относительно высокого значения (), уменьшения 12)) и снижения амплитудной зависимости свойств материалоп целе- сооГ>разно применять поле Н„ в несколько раз превьппающее Нопг (напр., постоянное поле, соответствующее максимуму величины а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
