|
DOI: 10.14489/td.2017.05.pp.014-027
Данилов В. Н.
МОДЕЛЬ РАСЧЕТА СМЕЩЕНИЯ КВАЗИПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН, ИЗЛУЧАЕМЫХ НАКЛОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ В ТРАНСВЕРСАЛЬНО-ИЗОТРОПНУЮ СРЕДУ
(c. 14-27)
Аннотация. Разработана модель расчета смещения квазипоперечной волны, излучаемой наклонным преобразователем с круглой пьезопластиной в трансверсально-изотропную среду с осью симметрии, ортогональной поверхности контроля, в приближении слабой анизотропии. Методом стационарной фазы получена асимптотическая формула смещения, совпадающая с известной для изотропной среды. Расчеты диаграмм направленности пьезопластины преобразователя (по И. Н. Ермолову) выявили некоторые особенности влияния анизотропии среды на диаграммы, зависящие от номинального угла ввода преобразователя и величины анизотропии. Использование полученных результатов моделирования излучения наклонного преобразователя в трансверсально-изотропную среду может быть полезным, например при разработке моделей трактов ультразвукового контроля через плакирующий слой с учетом его анизотропных свойств.
Ключевые слова: наклонный преобразователь, квазипоперечная волна, анизотропия, трансверсально-изотропная среда, модуль упругости, волновой вектор, угол ввода, фазовая скорость, групповая скорость, диаграмма направленности, ультразвуковой контроль, поверхность контроля.
Danilov V. N.
CALCULATION MODEL OF DISPLACEMENT OF QUASISHEAR WAVES RADIATED BY THE ANGLE BEAM PROBE IN THE TRANSVERSELY ISOTROPIC MATERIAL
(pp. 14-27)
Abstract. The article deals with the calculation model of displacement of quasishear waves radiated by the angle beam probe in the transversely isotropic material with an axis of symmetry, an orthogonal surface of the control, in approach of weak anisotropy. The asymptotic formula of shear wave displacement are obtained by the method of a stationary phase. It coincides with known for isotropic material. It is shown, that in a wedge of the angle beam probe the acoustic wave is distributed with phase velocity of a longitudinal wave (conterminous with group velocity for isotropic material), and in transversely isotropic material - with group velocity quasishear waves, thus the size of directivity characteristics is defined by a corner of an inclination of a vector of phase velocity to a normal to a surface of the control. Calculations of directivity characteristics of the piezoplate angle beam probe (on I. N. Ermolov) have revealed some features of influence of anisotropy of material on the directivity characteristics which is dependent on a nominal angle of probe and size of anisotropy. Use of the received results of modelling the angle beam probe radiation in the transversely isotropic material may be useful, for example, for development of models of acoustic channels of the ultrasonic control through plating in view of its anisotropic properties.
Keywords: angle beam probe, quasishear wave, anisotropy, transversely isotropic material, elastic constant, wave vector, angle of probe, phase velocity, group velocity, directivity characteristic, ultrasonic technique, surface of the control.
В. Н. Данилов (АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. N. Danilov (JSC “RPA “CNIITMASH”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Алешин Н. П., Вадковский Н. Н., Волкова Н. Н. Ультразвуковой контроль аустенитных сварных швов; анализ способов и рекомендаций повышения надежности // Дефектоскопия. 1988. № 2. С. 43 – 59.
2. Ogilvy J. A. A model for elastic wave propagation in anisotropic media with applications to ultrasonic inspection through austenitic steel // Brit. J. NDT. 1985. V. 27. N 1. P. 13 – 21.
3. Алешин Н. П., Белый В. Е., Вопилкин А. Х. и др. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение, 1989. 456 с.
4. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под ред. В. В. Клюева. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. 2-е изд., доп. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
5. Данилов В. Н. К расчету акустического тракта дефектоскопа с прямыми преобразователями в трансверсально-изотропной среде // Дефектоскопия. 1994. № 6. С. 3 – 14.
6. Меркулов Л. Г., Меркулова В. М. Лекции по физике ультразвука. Таганрог: ТРТИ, 1976. 69 с.
7. Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 412 с.
8. Молотков Л. А., Баймагамбетов У. Об исследовании распространения волн в слоистых трансверсально-изотропных упругих средах // Зап. научн. сем. ЛОМИ. 1978. Т. 78. С. 149 – 173.
9. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 246 с.
10. Федоров Ф. И. Теория упругих волн в кристаллах. М.: Наука, 1965. 386 с.
11. Данилов В. Н. Оценка параметров упругих волн в слабоанизотропном массиве // Изв. вузов. Горный журнал. 1990. № 12. С. 4 – 9.
12. Seldis T. Ultrasonic properties of reactor pressure vessel strip cladding // Insight. 2009. V. 51. N 11. P. 601 – 605.
13. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: справочник / под ред. В.В. Клюева. Кн. 2. М.: Машиностроение, 1986. 351 с.
14. Данилов В. Н., Разыграев А. Н., Цуканов М. В. О диаграмме направленности совмещенного наклонного преобразователя при ультразвуковом контроле металла через плакирующий слой // Контроль. Диагностика. 2016. № 1. С. 12 – 19.
15. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.
16. Данилов В. Н., Разыграев А.Н., Цуканов М. В. Формулы акустического тракта наклонного преобразователя при ультразвуковом контроле металла через плакирующий слой // Контроль. Диагностика. 2017. № 3. С. 12 – 25.
17. Данилов В. Н. О диаграмме направленности наклонного преобразователя в режиме приема // Дефектоскопия. 2011. № 4. С. 35 – 49.
18. Дианов Б. Д. Исследование направленности призматического преобразователя // Дефектоскопия. 1965. № 2. С. 8 – 22.
19. Данилов В. Н. К определению размера ближней зоны наклонного преобразователя с круглой пьезопластиной // Контроль. Диагностика. 2014. № 8. С. 28 – 34.
20. Данилов В. Н. К расчету акустического поля наклонного преобразователя в дальней зоне // Дефектоскопия. 2009. № 12. С. 36 – 51.
21. Данилов В. Н. Формулы акустического тракта совмещенного наклонного преобразователя для дальней зоны // Контроль. Диагностика. 2015. № 2. С. 43 – 50.
22. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. Т. 1. М.: Мир, 1978. 548 с.
23. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 236 с.
1. Aleshin N. P., Vadkovskii N. N., Volkova N. N. (1988). Ultrasonic testing of austenitic welds: analysis of the methods and recommendations to improve reliability. Defektoskopiia, (2), pp. 43-59. [in Russian language]
2. Ogilvy J. A. (1985). A model for elastic wave propagation in anisotropic media with applications to ultrasonic inspection through austenitic steel. Brit. J. NDT, 27(1), pp. 13-21.
3. Aleshin N. P. (Ed.), Belyi V. E., Vopilkin A. Kh. et al. (1989). Methods for acoustic testing of metal. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Klyuev V.V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Iu. V. (2006). Nondestructive testing. Handbook. In 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic inspection. 2nd Ed. (revised and complemented). Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
5. Danilov V. N. (1994). Calculation of the acoustic channel using flaw detector with direct transducers in transversely isotropic medium. Defektoskopiia, (6), pp. 3-14. [in Russian language]
6. Merkulov L. G., Merkulova V. M. (1976). Lectures on ultrasound physics. Taganrog: TRTI. [in Russian language]
7. Brekhovskikh L. M., Godin O. A. (1989). Acoustics of layered media. Moscow: Nauka. [in Russian language]
8. Molotkov L. A., Baimagambetov U. (1978). Study of wave propagation in layered transversely isotropic elastic media. Zap. nauchn. sem. LOMI, 78, pp. 149-173. [in Russian language]
9. Landau L. D., Lifshits E. M. (1987). Theory of elasticity. Moscow: Nauka. [in Russian language]
10. Fedorov F. I. (1965). Theory of elastic waves in crystals. Moscow: Nauka. [in Russian language]
11. Danilov V. N. (1990). Assessing parameters of elastic waves in a weakly anisotropic array. Izvestiia vuzov. Gornyi zhurnal, (12), pp. 4-9. [in Russian language]
12. Seldis T. (2009). Ultrasonic properties of reactor pressure vessel strip cladding. Insight, 51(11), pp. 601-605. doi: 10.1784/insi.2009.51.11.601
13. Klyuev V. V. (Ed.). (1986). Devices for non-destructive testing of materials and products: handbook. Book 2. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
14. Danilov V. N., Razygraev A. N., Tsukanov M. V. (2016). About the radiation pattern of combined oblique transducer in the ultrasonic testing of metal through a cladding layer. Kontrol'. Diagnostika, (1), pp. 12-19. doi: 10.14489/td.2016.01.pp.012-019 [in Russian language]
15. Ermolov I. N. (1992). Ultrasonic inspection: brief handbook. Moscow: NPO TsNIITMASh. [in Russian language]
16. Danilov V. N., Razygraev A. N., Tsukanov M. V. (2017). The formulas of an acoustic channel of the angle beam probe under the ultrasonic testing of metal through the cladding layer. Kontrol'. Diagnostika, (3), pp. 12-25. doi: 10.14489/td.2017.03.pp.012-025 [in Russian language]
17. Danilov V. N. (2011). On the directivity characteristic of an angle transducer in the reception mode. Defektoskopiia, (4), pp. 35-49. [in Russian language]
18. Dianov D. B. (1965). Study of the focus of prismatic transducers. Defektoskopiia, (2), pp. 8 – 22. [in Russian language]
19. Danilov V. N. (2014). Definition of the size of a nearfield region of the angle beam probe with round piezoelement. Kontrol'. Diagnostika, (8), pp. 28-34. doi: 10.14489/td.2014.08.pp.028-034. [in Russian language]
20. Danilov V. N. (2009). Calculation of acoustic field of angle beam probe in the far field zone. Defektoskopiia, (12), pp. 36-51. [in Russian language]
21. Danilov V. N. (2015). The formulas of an acoustic channel of the angle beam probe for a far field zone. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 43-50. doi: 10.14489/td.2015.02.pp.043-050
22. Felsen L., Markuvits N. (1978). Waves radiation and scattering. Vol. 1. Moscow: Mir. [in Russian language]
23. Ermolov I. N. (1981). Theory and practice of ultrasonic inspection. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа статьи заполните форму:
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please fill out the form below:
.
.
|
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»