Прецизионное измерение групповой скорости ультразвука твердых сред в образцах миллиметровой толщины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предлагается методика высокоточного локального измерения групповой скорости продольных волн в твердых образцах миллиметровой толщины. Для достижения требуемой точности используется лазерное термооптическое возбуждение субмикросекундных ультразвуковых видеоимпульсов и сверхширокополосная пьезоэлектрическая регистрация отраженных от контролируемого образца акустических сигналов. Исследуются плоскопараллельные образцы из дюраля, кварца и стали толщиной 2–6 мм. Для достижения необходимой точности измерения групповой скорости ультразвука используется математическая обработка формы сигнала с компенсацией дифракции ультразвукового пучка при распространении в образце. Показана возможность обеспечения неопределенности измерения групповой скорости ультразвука в диапазоне частот 1–15 МГц на уровне 0.1% в образцах миллиметровой толщины.

Об авторах

Е. В. Саватеева

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

Email: dmitrymakalkin@yandex.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова 38

Д. И. Макалкин

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

Email: dmitrymakalkin@yandex.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова 38

А. А. Карабутов

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitrymakalkin@yandex.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова 38

Список литературы

  1. Труэлл Э., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972. 307 с.
  2. Богданов С.В., Зубринов И.И., Пестряков Е.В., Сапожников В.К. Интерференционный акустооптический метод измерения скорости звука // Акуст. журн. 2000. Т. 46. № 1. С. 35−41.
  3. Кондратьев А.И. Прецизионные измерения скорости и затухания ультразвука в твердых телах // Акуст. журн. 1990. Т. 36. № 3. С. 470−476.
  4. https://www.astm.org/e0494-15.html
  5. Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т. / Под ред. Клюева В.В. Т. 3. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.
  6. Aussel J.-D., Monchalin J.-P. Precision laser-ultrasonic velocity measurement and elastic constant determination // Ultrasonics. 1989. V. 27. № 3. P. 165−177.
  7. Базылев П.В., Изотов А.В., Кондратьев А.И., Луговой В.А., Нигай В.П., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единицы скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых средах // Измерительная техника. 2011. № 11. С. 7−10.
  8. Базылев П.В., Изотов А.В., Кондратьев А.И., Луговой В.А., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единиц скоростей распространения продольных, сдвиговых и поверхностных ультразвуковых волн в твердых средах // Измерительная техника. 2013. № 7. С. 6−10.
  9. Базылев П.В., Доронин И.С., Кондратьев А.И., Крумгольц И.Я., Луговой В.А., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единиц скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах ГЭТ 189-2014 // Измерительная техника. 2016. № 5. С. 5−10.
  10. Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. Лазерный оптико-акустический метод для обнаружения нарушений периодичности структуры углепластиков // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 4. С. 454−461.
  11. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981. 264 с
  12. Макалкин Д.И., Карабутов А.А., Саватеева Е.В., Симонова В.А. Измерение локальных модулей упругости конструкционных материалов с использованием лазерных источников ультразвука // До-кл. Росс. Акад. наук. Физика, технические науки. 2022. Т. 502. С. 63−66.

Дополнительные файлы


© Д.И. Макалкин, А.А. Карабутов, Е.В. Саватеева, 2023