Файл: Гущо Ю.П. Фазовая рельефография.pdf

Зависимости Fnk и шам от частоты Qnk и толщины

слоя d, входящие в (3-31), были рассмотрены в преды­ дущем параграфе. Воспользуемся ими для построения зависимости Rp от этих параметров. Графики Rp(d) для различных значении t приведены на рис. 3-13. Из (3-12) и (3-31) видно, что d входит только в показатель шаМц

Таким образом, от толщины слоя может зависеть толь­ ко скорость проявления. На установившийся режим про­

явления рельефа толщина слоя не .влияет. Для неста­ ционарного режима (/<3тм) с ростом d функция Rp{d) растет от нулядо значений

При условии (3-15) R,, от толщины слоя практиче­ ски не зависит. Проявление при малых d замедляется

оси абсцисс.

Оценим величину периода рельефа, при котором d перестает влиять на режим проявления записи для про­ странственного и линейчатого растров. Рассмотрим два

80

чим: для пространственного рельефа ^ „ = 2 ) ^ 2 dHp, для линейчатого Ял=2й?Кр. Таким образом, для устранения влияния основы на процесс проявления в ньютоновском слое для пространственного рельефа период Хи необходи­

мо выбирать в] / 2 раз больше линейчатого периода &л. Другими словами, при Яп—Дп толщина dKP для прост­

ранственного рельефа должна быть в У 2 раз меньше, чем для линейчатого.

Частотные характеристики ньютоновского слоя для различных значений t и d приведены на рис. 3-14. После окончания проявления (при i> Зтм), как видно из гра­ фиков, амплитуда гармонического рельефа обратно про­ порциональна Q2nk и не зависит от толщины слоя. Ньютоновский слой рабо­

мым с толщиной слоя. Поэтому практическое, значение имеют только частотные характеристики для неустановившегося режима (г1<3тм). Несколько таких характе­ ристик для различных значений t и d приведено на рис. 3-13. Из их рассмотрения следует, что ньютонов­ ский слой ведет себя как полосовой фильтр пространст­ венных частот. Для каждой длительности времени про­ явления t и толщины слоя d фильтр имеет резонансную частоту. При заданной толщине слоя сначала проявля­ ются сигналы с более высокой пространственной часто­ той, а затем с низкой.

Рассмотрим теперь зависимости функции Rv от ча­ стоты Qn/i и толщины cl для упруговязкого слоя. С целью получения большей чувствительности упруговязкие слои выгодно применять для рельефной записи, если время действия входного сигнала много больше времени уста­ новившегося режима Зтм. Установившийся режим про­ явления на упруговязких слоях можно получить потому, что материалы этих слоев не текут.

Из (3-30) при t— >-оо получим:

4GQnll + aQl kFnh ‘

Зависимость RP от толщины d упруговязкого слоя при Qn/t= const изображена на рис. 3-15. Наибольшая амплитуда рельефа при действии гармонического сиг­ нала заданной частоты Q„л и параметров среды слоя

Рис. 3-15. График зависимости Яр от толщины слоя d при = const.

G и а может быть достигнута при критической толщине слоя dKр, определяемой из соотношения (3-15). Как и для вязкого слоя, для упруговязкого при пространствен­

ном рельефе dKp = V 2 Y 2 , а при линейчатом с?кр= Я /2 . В отличие же от вязких слоев глубина рельефа зависит от толщины упруговязкого слоя и в установившемся режиме.

На рис. 3-16 построены пространственные частотные характеристики упруговязкого слоя при условии 4G3> ^aQnh- Эти характеристики для линейчатого рельефа впервые установил Мает [Л. 54]. Аргументом на этом графике является обобщенный период пространственно­ го рельефа 2я/Q„;e. По осп ординат отложена величина

Fnh

4GQnh

при условии G = l.

82

Как следует из графика, при уже известном условии Qvi,d~я для каждой гармонической составляющей на­ ступает резонанс. Это означает, что для получения наи­ большей глубины канавки необходимо так подбирать толщину упруговязкого слоя, чтобы при линейчатой записи она была в 2 раза меньше, а при пространствен­

ной в 2 | / 2 раз меньше, чем период растра.

Если упругие силы и силы поверхностного натяжения соизмеримы, то в установившемся режиме частотные

Рис. 3-16. Частотные характеристики упруго­ вязкого слоя при условии 4G3>aQ,wi.

зависимости в области максимумов имеют более сгла­ женные формы.

Частотные характеристики упруговязких слоев в неустаиовившемся режиме при условии 4G^>aQnh отлича­ ются от характеристик установившегося режима только множителем

который от частоты не зависит.

3-5. Проявление и стирание рельефа при действии касательных поверхностных сил

Как было показано ранее, касательные силы часто оказываются соизмеримыми с нормальными, а в некото­ рых случаях могут превышать их. Точное и приближен­ ное решения задачи (3-1) —(3-7) при Р0хфО, Pov= 0 и to= Fo=Poz=0 можно получить с помощью выражений

(П6-1) — (П6-3).

В частном случае при

начальная амплитуда плотности касательных сил п-й гармоники; (йрх=1/хрх\ хрх — постоянная времени релак­ сации касательных сил п-й гармоники.

Как следует из (3-34) и (3-35), фаза выходного сиг­ нала отличается на я/2 от фазы входного сигнала Рох- Поэтому периодические касательные силы, сдвину­

Р х п , СОр На (£>рх-

Поэтому все результаты, полученные в § 3-4 при рас­ смотрении кривой свечения и переходно-передаточной функции при действии нормальных сил, применимы и при рассмотрении этих характеристик при действии ка­ сательных сил.

3-6. Проявление и стирание рельефа при действии

объемных сил

Проявление и стирание рельефа в данном случае про­

электронным лучом на «тонком» термопластике, при

содержится в приложении 4.

84