Phân loại sóng siêu âm

- Theo công dụng: thuốc nổ chắnh và thuốc gây nổ;

3.5.1.4.Phân loại sóng siêu âm

b/ Thu cn phá (Tô lắt)

3.5.1.4.Phân loại sóng siêu âm

Tuỳ theo hướng dao ựộng của các phần tử trong sóng ựối với hướng truyền trong môi trường có thể xuất hiện các kiểu sóng khác nhau

a/ Sóng dọc hay sóng nén (longitudinal or compressional waves)

Loại sóng âm này, các vùng nén và giãn kế tiếp xen kẽ nhau ựược tạo ra do dao ựộng của các hạt theo phương song song với phương truyền sóng (h.3-14)

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...55

Sóng dọc có thể phát và thu nhận dễ dàng nên ựược dùng rộng rãi nhất trong kiểm tra siêu âm. Phần lớn năng lượng siêu âm sử dụng trong kiểm tra vật liệu ựều từ dạng sóng này và ựược chuyển ựổi sang các dạng sóng khác. Dạng sóng này có thể truyền trong các chất rắn, lỏng và khắ.

b/ Sóng ngang hay sóng trượt (transverse or shear waves)

Hướng dịch chuyển của loại sóng này vuông góc với phương truyền sóng (h.3-15)

Hình 3-15: Biểu diễn mô phỏng của sóng ngang

để sóng ngang truyền ựược vào môi trường thì mỗi hạt phải liên kết vững chắc với các hạt lân cận. Do ựó sóng ngang chỉ có thể truyền vào trong vật rắn ựàn hồi trượt. Tốc ựộ sóng ngang bằng khoảng 55% tốc ựộ sóng dọc tương ựương.

c/ Sóng mặt hay sóng Rayleigh (Surface or Rayleigh waves)

Loại sóng này chỉ truyền dọc trong vật rắn có kắch thước giới hạn theo một bề mặt liên kết về một phắa bởi các lực ựàn hồi mạnh của vật rắn và về phắa ngược lại do các lực ựàn hồi gần như không tồn tại giữa các phần tử khắ. Quỹ ựạo dao ựộng của hạt nói chung là theo hình ellipsẹ Sóng mặt chỉ có thể truyền trong vùng không dày hơn một bước sóng tắnh từ bề mặt (h.3-16).

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...56

Tốc ựộ sóng mặt bằng khoảng 90% tốc ựộ sóng ngang tương ựương. Sóng mặt chỉ truyền trong vùng có ựộ sâu không quá 1,5ẻ, sâu hơn nữa năng lượng và biên ựộ dao ựộng giảm mạnh. Các sóng mặt ựược sử dụng rất hữu hiệu trong việc kiểm tra do ắt bị suy giảm so với sóng ngang hay sóng dọc tương ứng. Loại sóng này có thể ựi vòng qua các góc cạnh nên ựược dùng ựể kiểm tra phát hiện bất liên tục bề mặt và gần bề mặt (ựặc biệt là nứt) trong các chi tiết có hình dạng phức tạp.

d/ Sóng bản mỏng hay sóng Lamb (Lamb or plate waves)

Nếu sóng mặt ựược truyền vào môi trường có chiều dày không quá ba lần bước sóng của nó thì sẽ xuất hiện một loại sóng khác ựược gọi là sóng bản mỏng. Môi trường bắt ựầu dao ựộng như một bản mỏng tức là sóng tràn ngập toàn bộ bề dày của nó. Không như sóng dọc, ngang hay bề mặt, tốc ựộ sóng bản mỏng không những phụ thuộc vào môi trường mà còn phụ thuộc vào tần số và dạng sóng. Hai dạng cơ bản của sóng Lamb (h.3-17):

(i) ựối xứng hay là dạng co giãn: hạt di chuyển theo trục chắnh của bản và di chuyển ellipse trên mỗi bề mặt

(ii) phản ựối xứng hay là dạng uốn: hạt di chuyển ngang theo trục chắnh và di chuyển ellipse trên mỗi bề mặt.

Hình 3-17: Giản ựồ các mô hình cơ bản của sóng Lamb: a- ựối xứng; b- phản ựối xứng

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...57

* Một loại sóng tương tự như sóng mặt Rayleigh ựược gọi là sóng Lovẹ Nó tồn tại ở giao diện giữa hai vật liệu ựặc và truyền trong các lớp mỏng của vật liệu này phủ lên vật liệu khác có tắnh chất về âm khác hẳn nhau (vắ dụ tấm kim loại dán lên nhựa xốp).

e/ Tốc ựộ của các sóng âm

Trong các môi trường rắn vô hạn có mật ựộ ự, tốc ựộ truyền sóng dọc là vl ựược xác ựịnh bằng modul ựàn hồi E và hệ số Poisson ắ:

vl = ) 2 1 )( 1 ( 1 * ν ν ν ρ + − − E ≈ ρ E (1.12)

và tốc ựộ sóng ngang theo modul trượt G

vt =

ρ

G

(1.13)

Vắ dụ 8.1. Xác ựịnh tốc ựộ truyền sóng trong thép có E≈ 21.1010N/m2; G≈8.1010

N/m2 và ự≈ 7,8.103kg/m3 Giải: Áp dụng công thức Sóng dọc vl ≈ 3 10 10 . 8 , 7 10 . 21 ≈ 5,06.103m/s Sóng ngang vt = 3 10 10 . 8 , 7 10 . 8 ≈ 3,20.103m/s