10.14489/td.2025.01.pp.004-012

2025, 01 январь (January)

DOI: 10.14489/td.2025.01.pp.004-012

Шевалдыкин В. Г.
ГЛУБИНА ПРОНИКНОВЕНИЯ В МЕТАЛЛ ПРОДОЛЬНО-ПОВЕРХНОСТНОЙ (ГОЛОВНОЙ) АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
с. (4-012)

Аннотация. Экспериментально исследовано распределение по глубине амплитуды продольных компонент смещений в неоднородной продольно-поверхностной акустической волне. Использован стальной образец с защитой исследуемого сигнала от посторонних типов волн. Распределение, построенное для глубин от нуля до 10 мм, в сглаженном виде представляет собой плавную кривую с максимумом на глубине 6,5 мм, что соответствует углу 12,3º к поверхности металла. Отклонения от сглаженной кривой не превышают 1,8 дБ. Продольно-поверхностная волна возбуждает продольную подповерхностную волну. Из-за их общего цилиндрического фронта сигналы в вертикальном сечении отстают от сигнала на поверхности на время, возрастающее с глубиной. Глубину, при которой это время равно 0,1 периода колебаний сигнала, можно считать глубиной проникновения продольно-поверхностной волны.

Ключевые слова: ультразвуковой контроль, головная волна, неоднородная продольно-поверхностная волна, боковая поперечная волна, ползучая волна, продольная подповерхностная волна, критический угол.

Shevaldykin V. G.
THE DEPTH OF PENETRATION INTO THE METAL LONGITUDINAL-SURFACE (HEAD) ACOUSTIC WAVE
pp. (4-12)

Abstract. The depth distribution of the amplitude of the longitudinal displacement components in an inhomogeneous longitudinal-surface acoustic wave has been experimentally studied. A steel sample was used to protect the studied signal from extraneous types of waves. The distribution, plotted for depths from zero to 10 mm, in a smoothed form represents a smooth curve with a maximum at a depth of 6.5 mm, which corresponds to an angle of 12.3° to the metal surface. Deviations from the smoothed curve do not exceed 1.8 dB. A longitudinal-surface wave excites a longitudinal subsurface wave. Due to their common cylindrical front, the signals in the vertical section lag behind the signal on the surface for a time increasing with depth. The depth at which this time is equal to 0.1 of the oscillation period of the signal can be considered the penetration depth of the longitudinal-surface wave.

Keywords: ultrasonic testing, head wave, inhomogeneous longitudinal-surface wave, lateral transverse wave, creeping wave, longitudinal subsurface wave, critical angle.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Г. Шевалдыкин (ООО «Акустические Контрольные Системы», Московская область, Ленинский район, пос. Горки Ленинские, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. G. Shevaldykin (Acoustic Control Systems Ltd, Moscow region, Leninsky district, village Gorki Leninskie, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Neubauer W. G. Ultrasonic Reflection of a Bounded Beam of Rayleigh and Critical Angles for a Plane Liquid – Solid Interface // J. Appl. Phys. 1973. V. 44. P. 48 – 53.
2. Басацкая Л. В., Вопилкин А. Х., Ермолов И. Н. и др. К вопросу о распространении ультразвуковых продольных волн вблизи поверхности твердого тела // Акустический журнал. 1978. Т. 24, Вып. 1. С. 15 – 20.
3. Ермолов И. Н., Разыграев Н. П., Щербинский В. Г. Использование акустических волн головного типа для ультразвукового контроля // Дефектоскопия. 1978. № 1. С. 33 – 40.
4. Ермолов И. Н., Разыграев Н. П., Щербинский В. Г. Исследование процесса формирования акустического поля головной волны в контролируемой среде // Дефектоскопия. 1978. № 11. С. 5 – 10.
5. Викторов И. А. Типы звуковых поверхностных волн в твердых телах // Акустический журнал. 1979. Т. 25, Вып. 1. С. 1 – 17.
6. Ермолов И. Н., Разыграев Н. П., Щербинский В. Г. Исследование ослабления ультразвуковых головных волн с расстоянием // Дефектоскопия. 1979. № 1. С. 37 – 40.
7. Басацкая Л. В., Ермолов И. Н. Теоретическое исследование ультразвуковых продольных подповерхностных волн в твердых средах // Дефектоскопия. 1980. № 7. С. 58 – 65.
8. Юозонене Л. В. Упругие поверхностно-продольные волны и их применение для неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1980. № 8. С. 29 – 38.
9. Данилов В. Н. К вопросу о расчете параметров поверхностно-продольных волн на свободной плоской границе изделия // Дефектоскопия. 2001. № 10. С. 27 – 35.
10. Ермолов И. Н. Достижения в теоретических вопросах ультразвуковой дефектоскопии, задачи и перспективы // Дефектоскопия. 2004. № 10. С. 13 – 48.
11. Данилов В. Н. О головных и подповерхностных продольных волнах, излучаемых прямым преобразователем, находящимся на свободной плоской поверхности упругой среды // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 4. С. 4 – 19.
12. Разыграев Н. П. Ультразвуковая дефектоскопия головными волнами – физические предпосылки и практическое применение // Дефектоскопия. 2004. № 9. С. 27 – 37.
13. Разыграев Н. П. Физика, терминология и технология в ультразвуковой дефектоскопии головными волнами // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 3 – 19.
14. Шевалдыкин В. Г. Головная поверхностная продольная акустическая волна: основные свойства и возможности применения // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 7. С. 4 – 12.
15. Шевалдыкин В. Г., Самокрутов А. А. Особенности распространения боковой поперечной ультразвуковой волны в плоском слое материала // Дефектоскопия. 2023. № 9. С. 35 – 45.

Eng

1. Neubauer W. G. (1973). Ultrasonic Reflection of a Bounded Beam of Rayleigh and Critical Angles for a Plane Liquid – Solid Interface. Journal of Applied Physics, 44, 48 – 53.
2. Basatskaya L. V., Vopilkin A. H., Ermolov I. N. et al. (1978). On the issue of propagation of ultrasonic longitudinal waves near the surface of a solid body. Akusticheskiy zhurnal, 24(1), 15 – 20. [in Russian language]
3. Ermolov I. N., Razygraev N. P., Shcherbinskiy V. G. (1978). Using head-type acoustic waves for ultrasonic testing. Defektoskopiya, (1), 33 – 40. [in Russian language]
4. Ermolov I. N., Razygraev N. P., Shcherbinskiy V. G. (1978). Study of the process of formation of the acoustic field of the head wave in a controlled environment. Defektoskopiya, (11), 5 – 10. [in Russian language]
5. Viktorov I. A. (1979). Types of sound surface waves in solids. Akusticheskiy zhurnal, 25(1), 1 – 17. [in Russian language]
6. Ermolov I. N., Razygraev N. P., Shcherbinskiy V. G. (1979). Study of the attenuation of ultrasonic head waves with distance. Defektoskopiya, (1), 37 – 40. [in Russian language]
7. Basatskaya L. V., Ermolov I. N. (1980). Theoretical study of ultrasonic longitudinal subsurface waves in solid media. Defektoskopiya, (7), 58 – 65. [in Russian language]
8. Yuozonene L. V. (1980). Elastic surface-longitudinal waves and their application for non-destructive testing. Defektoskopiya, (8), 29 – 38. [in Russian language]
9. Danilov V. N. (2001). On the issue of calculating the parameters of surface longitudinal waves on a free flat boundary of a product. Defektoskopiya, (10), 27 – 35. [in Russian language]
10. Ermolov I. N. (2004). Achievements in theoretical issues of ultrasonic flaw detection, tasks and prospects. Defektoskopiya, (10), 13 – 48. [in Russian language]
11. Danilov V. N. (2021). About head waves and under-surface longitudinal waves, radiated by the normal probe which is taking place on a free flat surface of the elastic environment. Kontrol'. Diagnostika, 24(4), 4 – 19. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.04.pp.004-019
12. Razygraev N. P. (2004). Ultrasonic flaw detection by head waves - physical background and practical application. Defektoskopiya, (9), 27 – 37. [in Russian language]
13. Razygraev N. P. (2020). Physics, terminology and technology in ultrasonic flaw detection by head waves. Defektoskopiya, (9), 3 – 19. [in Russian language]
14. Shevaldykin V. G. (2021). Creeping surface longitudinal acoustic wave: main properties and application possibilities. Kontrol'. Diagnostika, 24(7), 4 – 12. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.07.pp.004-012
15. Shevaldykin V. G., Samokrutov A. A. (2023). Features of propagation of lateral transverse ultrasonic waves in a flat layer of material. Defektoskopiya, (9), 35 – 45. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). 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 скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2025.01.pp.004-012

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). 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 copy the article doi:

10.14489/td.2025.01.pp.004-012

and fill out the form