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      橡膠涂層復合材料多層制品超聲波無損檢測的理論基礎:涂膠塑料復合材料多層制品的超聲無損檢測模型和過程的研究

      橡膠涂層復合材料多層制品超聲波無損檢測的理論基礎:涂膠塑料復合材料多層制品的超聲無損檢測模型和過程的研究

      O. N. Budadina and I. A. Potapovb


      摘要:本研究的第三部分致力于評估所發展的模型是否適用于描述塑性-橡膠介質中聲波傳播的實際過程。該次評估基于模態結構的分析。通過對這些相關性的分析,可以得出關于確定塑料-橡膠結構聲學測試的具體工程解決方案的一般結論和建議。

      DOI: 10.1134/S1061830907010044

           物理數學模型對實際測試過程的充分性的評估。讓我們評估所開發的模型對于描述聲波在塑料-橡膠介質中傳播的實際過程的充分性。

      讓我們介紹一下材料的參數:H = 0.01 m (材料厚度), E = 2*109 Pa (楊氏模量),s = 0.35 (泊松比), r = 1300 kg/m3 (塑性密度),w= 2pf,f = 50 kHz (勵磁頻率)。

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      圖1:彎曲模式的結構

      這些曲線圖表明,對模態結構的假設得到了證實,從而表明所開發的物理數學模型對于塑料-橡膠介質中聲波傳播的實際過程是定性的。

      我們對塑料復合材料制品自動聲學無損檢測的參數和過程進行了研究。散射場由公式(56)計算。觀察到裂紋尺寸的立方依賴關系(usc~a3)。對于各種模式,散射場的振幅作為裂紋位置深度的函數是最有趣的依賴關系。讓我們從公式(56)中選擇乘數。

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      圖2:剪切模式的結構             圖3:擴展模式的結構.

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      圖4:散射模的振幅是d的函數

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      其他項對于裂紋的固定尺寸和距離r1和r2是常數。讓我們為每個散射模式構造S*。根據圖4,彎曲到彎曲模式散射具有最大振幅。因此,與此模式相比,其他模式的散射可以忽略。

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      圖5:散射場是d的函數

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      圖6:Sb*b的方向性模式

      我們構造了散射場(見[6]中公式(56))與板中心距離的依賴關系,同時假設在板上施加單位振幅的力(P=1),并且源和接收器在距板中心5 cm的距離處具有相同的位置(r1=r2)。

      繪制了在距板中心不同距離處的散射模式的方向圖。

      圖5-9顯示了剪切-剪切和彎曲-彎曲模式的散射在q=0或p的方向上發生得最強烈。張力-張力散射圖幾乎與q無關。

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      圖7:SSS*的方向性模式

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      圖8:SSC*的方向性模式

      通過對上述相關性的分析,可以得出以下一般結論和建議,以確定塑料-橡膠結構聲學測試的具體工程解決方案:

      (i) 連續性擾動缺陷(例如裂紋)在距板中心3/8H的距離內被可靠地檢測到。

      (ii) 在無損檢測系統聲通道的技術開發和建造過程中,應主要考慮彎曲到彎曲的散射通道。

      (iii) 彎曲到彎曲散射具有明顯的“偶極”方向性模式:位于板中心平面附近的(裂紋)連續性距離缺陷將被最精確地檢測到。

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      圖9:散射場是缺陷尺寸的函數。


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