Файл: Ананьин, Г. П. Управление качеством продукции на заводах железобетонных изделий учебное пособие.pdf

- 34 -

Уравнения (50) и (51) описывает процесс распространения волн напряжения, связанных с нормальными и сдвиговыми деформа­ циями материала. Такие волны называется соответственно продоль­ ными и поперечными.

На некотором удалении от источника возмущения продольные и поперечные волны можно практически рассматривать как плоские.

соответственно скоростями распространения продольных и попе­

где Е - модуль нормальной упругости;

- 35 -

G - модуль сдвига;

(i - коэффициент Пуассона,

уравнения скоростей распространения продольных и попереч- _

роля железобетонных изделий важное значение имеют частные слу­ чаи распространения волн напряжения в двухмерных и линейных средах, т.е- в плитах и тонких балках. Для плзстинообраэных и стержнеобразных изделий наиболее распространенным является

случай, когда длина волны существенно больше размеров попереч­ ного сечения образца и, следовательно, напряжения распределяют­ ся по поперечному сечению равномерно.

При этих ограничениях для двухмерной среды процесс волно­ вого движения описывается уравнением о

Выразив Л/ и в через Е и (Л. , получим скорость распространения продольной волны ^ следующем виде:

(58)

- 36 -

Для линейной среды уравнение волнового движения

по ним можно вычислять упругие постоянные среды. Так, модуль нормальной упругости для тонкого стержня может быть вычислен- -j o скорости продольной волны из уравнения (60). В случае проавучивания образцов больших размеров упругие параметры удоб­

Распространение упругих воля в твердых телах сопровожда­ ется снижением их интенсивности по мере удаления от источника излучения вследствие поглощения части энергии средой и превра­ щения ее в тепловую и из-за рассеивания акустической энергии

где 8 - коэффициент поглощения волны.

- 37 -

Коэффициент поглощения упругих колебаний зависит от упругих свойств среды, коэффициента внутреннего трения и частоты колеба­ ний.

Для изотропных тел коэффициент поглощения может быть опре­ делен по формуле Стокса - Кирхгофа

где £ - частота колебаний;

q- коэффициент вязкости (внутреннее трение);

Л- удельная теплопроводность;

Ср,Су- удельные теплоемкости при постоянном давлении й объеме;

С - скорость упругих колебаний.

Выражение (64) может быть упрощено, если пренебречь вели­ чиной поглощения, обусловленной теплопроводностьюг Эта часть в общей величине поглощения для бетона незначительна, и тогда

является отражение и преломление упругих волн. Отражение и пре­ ломление упругих волн происходят при переходе их из внешней сре­ ды в образец и наоборот. К преломлению и отражению упругих волн ультразвуковых частот в первом приближении применимы законы гео­ метрической оптики.

При перпендикулярном падении ультразвукового пучка на гра­ ницу жидкость - образец одна часть его проходит в твердую фазу, а другая отражается. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разница удельных волновых сопротивлений сред. При нор­ мальном падении плоской волны коэффициент отражения

к= Pic'-РъС''Y

(66)

где Pi и р 2 - плотности сред; .

Си С" - скорости распространения упругих волн в

твердой и жидкой средах.

- 39 -

По характеру контакта датчиков с образцом различают кон­ тактный и иммерсионный способы.

При контактном способе в местах установки датчиков пред­ варительно наносят тонкий слой контактной смазки для обеспече­ ния хороших условий перехода колебаний от преобразователя в образец и из образца в воспринимающий датчик.

Иммерсионные способы заключаются в том, что исследуемый образец помещают в сосуд с жидкостью, а датчики крепятся на стенках сосуда. Роль контактного слоя выполняет в данном спо­ собе иммерсионная жидкость.

Классификация акустических методов контроля представлена на рис. II.

Рис. II, Классификация акустических методов контроля качества Е й