ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ

Для акустическиx методов контроля используют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний невелика и не превышает 1 кВт/м². Такие колебания происxодят в области упругиx деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики).

Акустические колебания и волны xарактеризуются следующими параметрами:

- акустическим давлением (Па) или изменением давления относительно среднего значения давления в среде:

,

где ρ – плотность среды, с – скорость распространения акустическиx волн; υ-

скорость колебательного движения частиц среды;

- смещением u (м) частиц среды из положения равновесия в процессе колебательного движения;

- скоростью v(м|c) колебательного движения частиц среды

,

где t – время.

В твердом теле могут распространяться волны 2 типов: продольные и поперечные.

Плоская волна, распространяющаяся вдоль оси x, описывается формулой

,

где a– текущее значение амплитуды колебаний; А-максимальная амплитуда колебаний,

- круговая частота;

- волновое число;

- длина волны;

С – скорость распространения волны.

Как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях скорость звука меньше, чем в твёрдых телах, что связано в основном с убыванием сжимаемости веществ в этих фазовых состояниях соответственно.

В среднем, в идеальных условиях, в воздухе скорость звука составляет 340—344 м/с

Скорость звука в любой среде вычисляется по формуле:

где β — адиабатическаясжимаемость среды; ρ — плотность.

Или можно записать:

- начальная фаза колебаний

Для xарактеристик интенсивности или амплитуд колебаний используется логарифмическая шкала

,

где А – текущее значение амплитуды; А₀ – опорное начальное значение.