Вопросы, выносимые на гос. Экзамен: Физические основы получения информации

1. Виды упругих волн (продольная, поперечная, поверхностная, головная) и их характеристики.

2. Скорости упругих волн в жидкостях, газах и твердых телах.

3. Генерация упругих колебаний (пьезоэффект, магнитострикция).

4. Преломление и отражение упругих волн на границе раздела двух сред.

5. Коэффициенты прозрачности и отражения при прохождении через границу раздела двух сред.

6. Отражение от границ сред, разделенных слоем.

7. Акустическая эмиссия.

Физические методы контроля

28. Магнитные методы контроля. Классификация методов.

29. Магнитопорошковый метод. Намагничивание ферромагнитных материалов. Виды и способы намагничивания. Определение способа контроля. Расчет режима намагничивания.

30.Акустические методы контроля. Классификация и обозначение преобразователей. Основные характеристики преобразователей. Ультразвуковой контроль качества стыкового сварного шва. Выбор преобразователей. Расчет зоны контроля.

Обзорные лекции к государственному экзамену

"Физические основы получения информации" – Цаплев А.В.

1. Прохождение ультразвуковой волны через границу раздела двух сред

При падении продольной волны с_l под углом β из одной среды в другую происходит отражение, преломление и трансформация волны и в общем случае возникают еще 4 волны:

- преломленные: продольная и поперечная;

- отраженные: продольная и поперечная.

Направление распространения отраженных и преломленных волн отличаются от направления падающей волны, однако все эти направления лежат в одной плоскости – плоскости падения. Плоскость падения – плоскость, образованная падающим лучом и нормалью к отраженной поверхности, восстановленной в точку падения луча.

Углы отражения и преломления можно рассчитать исходя из следующих соображений:

DA – фронт падающей волны;

BK – фронт отраженной волны;

BC – фронт преломленной волны.

Рассмотрим три треугольника: Δ BDA, Δ BKA, Δ BCA. Выразим в каждом треугольнике сторону АВ.

Δ BDA: Δ BCA: Δ BKA:

- выражение Снеллиуса

2. Первый критический угол

Угол падения продольной волны, при котором трансформируемая продольная волна во второй среде сливается с границей раздела сред, называется первым критическим углом (β_Iкр). Для пары оргстекло - сталь β_Iкр = 27,5⁰.

3. Второй критический угол

Второй критический угол – это угол падения продольной волны, при котором угол преломления поперечной волны равен 90⁰. Это волна называется поверхностной волной Релея. Для пары оргстекло - сталь β_IIкр = 57⁰.

4. Третий критический угол

На границу металл-воздух падает трансформированная поперечная волна и третьим критическим углом называется такой угол, при котором угол отражения продольной волны равен 90⁰. Для стали β_IIIкр = 33⁰.

2. Коэффициенты прозрачности и отражения

Плоская продольная волна падает перпендикулярно поверхности раздела двух сред с различными акустическими сопротивлениями. Часть волны отражается, а часть проходит.

Амплитуды волн выражаются через:

А_от = R*А_пад, где R - коэффициент отражения;

А_пр = D*А_пад, где D – коэффициент прозрачности;