А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Крайова хвиля

Плідність методу крайових хвиль робить актуальним його більш суворе математичне обґрунтування - хоча б в найпростішому випадку дифракції на щілини.

Оскільки інтенсивність крайової хвилі залежить від периметра частки, а загальна інтенсивність розсіяного світла пропорційна площі, негативна поляризація в цій моделі буде значною тільки для маленьких частинок, розміром близько 10 мкм або менше. Однак не викликає сумніву, що багато великі об'єкти також дають негативну поляризацію. Наприклад, маленький гвинт з віссю, перпендикулярної площині зору, буде давати негативну поляризацію, більш чітко виражену, ніж місячна; ясно, що ця поляризація обумовлена подвійним відображенням типу розглянутого Оманом відображення від різьблення гвинта, оскільки вона зникає, якщо різьбу зрізати. Угнутості в зернах місячного грунту або певні поєднання сусідніх зерен можуть дати такий же результат, як різьблення гвинта. Не виключена можливість, що негативна гілка виникає від взаємодії одного зерна з променем світла. Волстенкрофт і Роуз[137]показали, що зодіакальний світло також виявляє негативну поляризацію, хоча частки в ньому, як передбачається, занадто далекі один від одного, так що багаторазове відбиття або дифракція в поєднанні з розсіюванням не можуть грати важливу роль.

У безперервному режимі збудження крайових хвиль призводить до появи паразитних бічних пелюсток в структурі хвильового пучка. Аподизація дозволяє видозмінювати структуру поля і в цьому сенсі може розглядатися як метод забезпечення деякої фокусування. Така можливість часто не враховується при аналізі методів фокусування ультразвуку.

Обчислимо ЕПР смуги методом крайових хвиль[27], Вважаючи довжину смуги дорівнює одиниці. Відповідно до цього методу відбите поле формується регулярної та нерегулярної складовими наведеного струму. Нерегулярна складова струму, що локалізуються поблизу ребер і кромок поверхні тіла, є джерелом крайових хвиль, облік яких необхідний при кутах незеркальнога відображення.

Особливу увагу було приділено дослідженню крайових хвиль типу Кельвіна, що поширюються без загасання в одному з напрямків кордону басейну.

Залежності амплітуди прийнятого сигналу від висоти тріщини (а і кута введення приймача (б. На сумарну амплітуду сигналу впливає і крайова хвиля, яка при малих значеннях Н вносить основний вклад. Починаючи з Н 4 мм і вище сигнал бічної хвилі превалює над сигналом крайової хвилі тим значніше, чим більше висота тріщини.

За літературними Даним[1552], Луна-імпульс крайової хвилі від верхньої кромки похило розташованого відбивача (круглого диска або смуги) має негативну фазу, і завдяки цьому його можна відрізнити від луна-імпульсу від дефекту.

На цьому принципі працюють циркулятори на крайових хвилях.

Схема виникнення хвиль на тріщині. | схема освіти хвиль дифракції при їх падінні на край тріщини під гострим (а і прямим (б кутами. | Залежності амплітуди луна-сигналу поперечної (1 і поздовжньої (2 хвиль, дифрагованим на краю полубесконечной тріщини, від кута введення (зразок зі сталі 45. 100 XX 250 X 50 мм. висота тріщини 10 мм. /2 5 МГц. Розглянемо коротко важливі для практики властивості і закономірності крайових хвиль. властивості інших дифракційних і об'ємних хвиль розглянуті далі.

При великих кутах падіння точність можна підвищити, застосувавши метод крайових хвиль[13]або геометричну теорію дифракції, що враховують вплив на розсіяне поле хвиль, діфрагірованних на краях відбивача.

Існує кілька методів розрахунку поля: струмовий, апертурний, метод крайових хвиль, ретроспективний метод розрахунку.

Еккарт[63], Грунтуючись на теорії довгих хвиль, встановив, що крайова хвиля Стокса є основною серед безлічі мод, енергія яких поглинається берегом.

У табл. 5.7 приведена схема 14 яка реалізує амплітудно-часовий метод, заснований на використанні діфрагірованних крайових хвиль і вовк обегания - зісковзування. Роздільні випромінює і приймальний перетворювачі мають у своєму розпорядженні на одній поверхні по обидва боки від виявленого дефекту. Зближуючи їх, вимірюють час поширення і амплітуду сигналу, діфрагованого на верхньому кінчику тріщини, або сигналу, відбитого від округлого дефекту.

Для підвищення надійності виявлення тріщин, непроварів доцільно застосовувати різні способи, засновані на фіксації часу поширення крайових хвиль, діфрагірованних на гострих кінцях дефекту (див. підрозд. Ефект від використання відповідних методик знижується внаслідок невисокої тимчасової роздільної здатності серійних дефектоскопів. Не завжди вистачає і їх чутливості для реєстрації слабких діфрагірованних сигналів.

Рівняння (650) для даного нахилу берега Р гарантує всюди кінцеву швидкість, що забезпечує кінцеве число мод крайових хвиль. Вплив стратифікації при малих глибинах практично не впливає на значення фазової швидкості. Так, за даними[76], Що розглядає внутрішні хвилі з безперервною стратификацией в мілководних районах, фазова швидкість для низьких мод ідентична рішенням Еккарта[63]і Урселл[103]для основної моди, а стратифікація не впливає на дисперсійне рівняння, хоча наявність градієнта щільності викликає обурення поля тисків. 
Є і інші короткі хвилі, які проявляються тоді, коли берега будуть похилими; ці хвилі ми можемо відрізняти назвою крайових хвиль, так як їх амплітуда зменшується за експоненціальним законом при збільшенні відстані від берега. Дійсно, якщо амплітуда на краях буде лежати в межах, що допускаються нашим наближенням, то вона стає мало помітною на відстані, проекція якого на укіс перевищує довжину хвилі. Швидкість хвилі тут буде менше швидкості хвиль тієї ж довжини на глибокій воді.

Найпростіша ключова структура. плоска межа розділу двох однорідних. З іншого боку, точне рішення ключових завдань послужило підставою для розвитку різних методів фізичної теорії дифракції (геометрична теорія дифракції[31, 32], Метод тіньових струмів[33], Метод крайових хвиль[34]І багато іншого), які в істотному спираються на знання поведінки поля в ключовий структурі.

Порівняння функції г) з точною функцією - ф показує, що в інтервалі 5с10 відмінність між ними дуже мало, так що відповідні їм криві майже збігаються (див.[29]і[30], гл. Таким чином, метод крайових хвиль при обліку вторинної діффракціі дає набагато точніші результати, ніж принцип Гюйгенса, разом з тим розрахункові формули за методом крайових хвиль лише небагато чим складніше.

Наклонно відбита хвиля, складена з елементарних хвиль. При коротких імпульсах складові напруги гасяться НЕ повністю. Ехо-сигнали виникають також і від крайових хвиль. Однак для визначення величини дефектів ці відображення вже непридатні без додаткової обробки.

При контролі поперечними хвилями (дельта-методу)[268]використовують розсіяні або крайові хвилі від дефекту. Згідно з розділом 2.7 як крайова хвилі можуть виникнути і поздовжнє, і поперечна хвилі. Згідно рис. 1715 виріб прозвучівают одним шукачем і приймають поздовжню хвилю іншим шукачем. при скануванні обидва шукача повинні переміщатися спільно один назустріч іншому з певною закономірністю, що найкраще здійснювати при імерсійному варіанті.

Виявлення дефектних місць похилими поперечними хвилями із застосуванням роздільних випромінює і приймального шукачів. Метод 6 називають також методом тандему. У разі похило розташованого відбивача правильної форми, наприклад у вигляді похилої смуги, ближня і більш віддалена кромки можуть давати окремі крайові хвилі, особливо при роботі з короткими імпульсами. Похилий круглий диск дає лише слабке відлуння від крайових хвиль, тому що лише деякі елементарні хвилі мають однаковий час пробігу.

Крім дзеркального відображення від кромки, також відбувається і перетворення моди поверхневих хвиль, які однак стають помітними тільки в тому випадку, якщо поверхня кромки обмежена, наприклад як в шпоночной канавці. На дні канавки поверхнева хвиля частково знову випромінюється як крайова хвиля і може интерферировать з падаючою хвилею. На поверхні канавки відбуваються також багатократних віддзеркалень. Отже, для неглибоких канавок з глибиною того ж порядку, як довжина хвилі, рис. 227 вже несправедливий.

На сумарну амплітуду сигналу впливає і крайова хвиля, яка при малих значеннях Н вносить основний вклад. Починаючи з Н 4 мм і вище сигнал бічної хвилі превалює над сигналом крайової хвилі тим значніше, чим більше висота тріщини.

В області кутів введення а 60 хвиля падає вже на відбивач поблизу 3-го критичного кута. В цьому випадку відбувається трансформація поперечних хвиль в об'ємну поздовжню хвилю і утворення двох крайових хвиль, що розходяться від ребер (дійсного і уявного) відбивача. Поверхня відбивача в розсіянні фактично не бере. Все це призводить до різкого зменшення амплітуди відбитої поперечної хвилі. Якщо ширина ь3 і висота hs зарубки більше довжини поперечної ультразвукової хвилі, а відношення 4Л3 /ь305 то, як і плоскодонне отвір, зарубка володіє крутий і лінійною залежністю амплітуди луна-сигналу від її площі. При менших розмірах зарубки луна-сигнал від неї осциллирует по амплітуді. Як видно, він практично не залежить від матеріалу.

Але якщо пригнічений фон, картина повністю змінюється. Посилення смуг не відбувається, інтенсивність, як показано на рис. 13 визначається суперпозицією двох крайових хвиль, причому одна з них сфокусована, а друга немає. Але якщо межа дозволу малий у порівнянні з (А г0) /2 інтенсивність в різкому зображенні може бути набагато більше, ніж в побічну зображенні. Таким чином, стає видимим правильний контур предметів, причому з дуже великим контрастом, і при відповідних умовах зображення може не сильно відрізнятися від зображення, отриманого за методом темного поля, в якому двійник повністю відсутня.

На рис. 512 прийнятий відбивач розміром в чотири довжини хвилі. До шукачеві повертається тільки слабке звуковий тиск, від розмитою області побічної вершини при коротких імпульсах і луна-імпульси від крайових хвиль.

У зв'язку з цим дану ділянку вироби краще контролювати з положення С, Однак в останньому випадку також виникає слабший, ніж раніше, сигнал, пов'язаний з дифракційним розсіюванням на ребрі двогранного кута F. При цьому утворюються крайові хвилі, амплітуда яких залежить від форми поверхні поблизу ребра: чим різкіше зміна профілю поверхні, тим більше амплітуда крайових хвиль і тим більше помилковий сигнал, що приходить на перетворювач. Крайовий ефект викликає також трансформацію хвиль: від ребра F поширюються поверхневі і головні хвилі, які можуть породжувати додаткові хибні сигнали. Наприклад, уздовж поверхні FD поширюється поверхнева хвиля, яка частково відбивається від ребер F і D, а частково трансформується в об'ємні хвилі. В результаті після дифракційного луна-сигналу від точки F виникає серія поступово слабшає додаткових сигналів.

Рішення, яке визначає хвилі Релея при плоскому вбрані стані, будується так само, як і в просторової задачі. Замінюючи пружні постійні СЦ, С33 CiS, що входять в рівняння (14), на Див, С33 С13 можна знайти швидкість крайової хвилі, що характеризує рух в площині анизотропной пластини.

Порівняння функції г) з точною функцією - ф показує, що в інтервалі 5с10 відмінність між ними дуже мало, так що відповідні їм криві майже збігаються (див.[29]і[30], гл. Таким чином, метод крайових хвиль при обліку вторинної діффракціі дає набагато точніші результати, ніж принцип Гюйгенса, разом з тим розрахункові формули за методом крайових хвиль лише небагато чим складніше.

Раз у інше призводить до спотворення істинної діаграми відображення від пластини в області кутів, далеких від дзеркального кута відбиття (& 70) - Однак ЕПР пластини в зазначеній галузі кутів на порядок менше ЕПР в напрямку дзеркального відображення, і тому очікувана похибка розрахунків за формулами табл. 2.1 виявляється невеликий. Її оцінка (зверху) може бути виконана на основі зробленого вище зіставлення середньої ЕПР смуги, визначеної в наближенні методу фізичної оптики, і на більш високому рівні - методом крайових хвиль.

Підстава для заміни (6237) полягає в тому, що функція /(z) - е г, і тому в інтегралі найбільш істотні значення w k при г0 і w -: k при z0; заміна робиться тільки під знаком логарифма, значення якого слабо залежить від його аргументу. Можна показати, що через ту ж функцію i) (z, k) виражається хвиля струму, що виникає в результаті відображення первинної хвилі (6238) від кінців кінцевого відрізка проводу або крайової хвилі - я) (г - Wo) eihz від іншого кінця дроту. Так виходить тому, що, наприклад, хвиля струму i) (z, &) е г1 набігає на кінець, розташований при z0 практично з тієї ж залежністю, що і хвиля е1Ш пана при w - - А, так як функція г) змінюється повільно.

Схематичне уявлення в осьовому перерізі імпульсної плоскою і крайової хвиль, створюваних круглим поршневим випромінювачем. При використанні імпульсного режиму збудження в деяких практичних додатках виникає необхідність в придушенні будь-якої з цих компонент поля. Для придушення крайової хвилі застосовується аподизація (маскування в радіальному напрямку), а в якості випромінювачів тільки крайової хвилі використовуються кільцеві перетворювачі. поле випромінювання-прийому в разі дискового перетворювача складається з трьох, п'яти або шести компонент.

У його моделі враховується той факт, що світло, що випробував дифракцию на краю, частково поляризований. При розсіянні крайових хвиль, які зазнали дифракцию на поверхні частинки грунту і на сусідніх частинках, при малих фазових кутах спостерігається негативна поляризація. Модель Хопфілда приваблива тим, що напівкількісної пророкує близьку до місячної величину негативної поляризації, яка так само, як і місячна, не залежить від альбедо і збільшується з довжиною хвилі. Оскільки зта модель, крім дифракції, враховує розсіювання сусідніми зернами, вона також пояснює зникнення негативною гілки у розрідженій пилу.

Приймач швидкості коливань. I - інерційна маса магніту. 2 - рухома котушка. з - пружні пластини. стрілками позначено напрямок зсуву. Сюди відносяться метод еталонних ф-цій Кравцова - Людвіга, метод каноінч. Орлова і деякі ін. Методи, істотно використовують променевої каркас для побудови рівномірних і локальних асимптотик поля. Келлера, метод крайових хвиль Уфімцева, напівтіньові асімптотіч.

Крайові хвилі (розділ 2.6) теж можуть бути використані для виявлення відбивача, якщо вони досить інтенсивні. Це залежить від того, чи має відбивач досить гострі краї або ж він округлої форми. Тут грає роль також І характеристика спрямованості крайових хвиль. Однак випромінює шукач може приймати крайові хвилі тільки того типу, які він випромінює.

Хвилі, локалізовані у країв пластин, мають важливе значення при дослідженні тонкостінних конструкцій, схильних до імпульсного впливу на краях, наприклад при розрахунку лопаток реактивного двигуна. Якщо рух відбувається в площині пластини, виникають хвилі, аналогічні хвилям Релея для низьких частот. Рух, що здійснюється з площини, характеризується вигинистою крайовими хвилями, які володіють дисперсією навіть при низьких частотах.

Метод фізичної оптики є вельми універсальним; він використовується як в задачах розсіювання хвиль на гладких повністю або частково освітлених поверхнях, так і в завданнях, де об'єктом розсіювання служать тіла з ребрами і крайками. Дещо гірше працює він в задачах розсіювання хвиль на тілах з зламами поверхні, точність його виявляється задовільною лише в напрямках геометрооптіческіх відображень. У тих напрямках, де основна роль належить крайовим хвилях, метод фізичної оптики дає невірні результати.

Обчислимо ЕПР смуги методом крайових хвиль[27], Вважаючи довжину смуги дорівнює одиниці. Відповідно до цього методу відбите поле формується регулярної та нерегулярної складовими наведеного струму. Нерегулярна складова струму, що локалізуються поблизу ребер і кромок поверхні тіла, є джерелом крайових хвиль, облік яких необхідний при кутах незеркальнога відображення.

При використанні імпульсного режиму збудження в деяких практичних додатках виникає необхідність в придушенні будь-якої з цих компонент поля. Для придушення крайової хвилі застосовується аподизація (маскування в радіальному напрямку), а в якості випромінювачів тільки крайової хвилі використовуються кільцеві перетворювачі. Поле випромінювання-прийому в разі дискового перетворювача складається з трьох, п'яти або шести компонент.

Розрахунки проводилися для ТЕ (вектор Е перпендикулярний ребру клина) і ТМ (вектор Н перпендикулярний ребру) поляризаций первинного поля. На великих відстанях від ребра клина поверхневі струми мало відрізняються від струмів, обчислених в наближенні фізичної оптики (рівномірних складових струмів), зображених на рис. 40 штриховими лініями. Зі збільшенням кута у (у 90 - у (39 о)) область, зайнята крайової хвилею, кілька розширюється. Однак вже на відстані порядку довжини хвилі від ребра клина нерівномірна складова струмів не перевищує 3 - 4% від відповідних рівномірних струмів, а на відстанях в півтори-дві довжини хвилі стає нехтує малою.

Звуковий поле перед випромінювачем з відношенням видання /Х6 7 (знімок Лін -. Хардта і Рікмана. | Блажен нулі перед ідеальним поршневим випромінювачем або за круглої діафрагмою в плоскій врлне і розподілу звукового тиску в поперечному перерізі на відстанях г0 М /2 і N для відносини ОД16. внизу - комбіновані фотознімки поперечного перерізу променя ис ч. Навколо нього повинна була б розташовуватися область звуковий тіні. Однак р дійсності звукове поле під впливом діфрак ції суттєво змінюється в обох частинах простору. Якісне уявлення про це можна отримати згідно з принципом Гюйгенса, розглянутому в розділі 1.2. Як і на рис. 1.8 при накладенні елементарних сферичних хвиль в середній зоні діафрагми створюється плоский хвильовий фронт. Накладення цієї крайової хвилі на плоский хвильовий фронт, як це ясно з рис. 4.2 дасть звукове поле з чергуються мінімумами і максимумами звукового тиску, особливо чітко вираженими безпосередньо перед діафрагмою, де різниця шляхів проходження між плоскою і крайової хвилею найбільш велика.

Інтенсивність відповідних хвиль у певному напрямку на рис. 224 не відображено. Зображені хвильові фронти дають тільки положення фронту в даний момент часу, і їх не слід плутати з характеристиками спрямованості. До того ж вони представлені не повністю, а лише схематично в області головних кутів. Числова оцінка по погрішностей моделі (Харуми і ін. W2w2w217.) Іноді виявляє різко виражене спрямовану дію крайових хвиль.

Навколо нього повинна була б розташовуватися область звуковий тіні. Однак р дійсності звукове поле під впливом діфрак ції суттєво змінюється в обох частинах простору. Якісне уявлення про це можна отримати згідно з принципом Гюйгенса, розглянутому в розділі 1.2. Як і на рис. 1.8 при накладенні елементарних сферичних хвиль в середній зоні діафрагми створюється плоский хвильовий фронт. Накладення цієї крайової хвилі на плоский хвильовий фронт, як це ясно з рис. 4.2 дасть звукове поле з чергуються мінімумами і максимумами звукового тиску, особливо чітко вираженими безпосередньо перед діафрагмою, де різниця шляхів проходження між плоскою і крайової хвилею найбільш велика.

Виділимо тонку смужку ВВ на поверхні усіченого конуса АС. Якщо ця смужка діє як випромінювач коротких імпульсів, то вона буде порушувати хвилю тороидальной форми, крайові складові якої збігаються по фазі тільки в напрямку вздовж осі конуса. Оскільки подібний пристрій має велике відносне отвір в межах визначеної ділянки вздовж осі, який можна порівняти за своєю протяжністю з діаметром кругової смужки, то створюване їм поле матиме центральний максимум, ширина якого в межах цієї ділянки порівнянна з довжиною хвилі. Властивості таких перетворювачів крайової хвилі (див. Розд. До їх недоліків відноситься, по всій видимості, слабка чутливість. Індикатриси розсіяння трансформованих хвиль при падаючої поперечної хвилі, виміряні для реального дефекту типу несплавлення висотою 3 мм (а, 6 (б і 9 мм (s при різних кутах падіння. Метод використовує особливості формування индикатрис розсіювання (ІР) поздовжніх і поперечних хвиль для дефектів різного типу. як приклад на рис. 539 показані деякі ІР для несплавление. Фізична природа освіти обох пелюсток різна. Верхній пелюстка утворюється в внаслідок трансформації поперечної хвилі, що падає на гострий край несплавлення. Видно, що, якщо не брати до уваги невеликого підйому при Я 6 мм, амплітуда крайової хвилі залишається майже незмінною.

до неї належить, зокрема, метод параболіч. цьог метод використовують при вивченні відкритих волноводов і резонаторів, при дослідженні поширення хвильових пучків в лінійних і нелінійних однорідних, регулярно і статистично неоднорідних середовищах (напр. Одним з перших застосувань МПУ була класичні. До АТД відноситься також ряд наближених підходів, що спираються на принцип локальності п суворі рішення модельних задач. За допомогою МВМ і ФОМ визначають гл. ВМД є узагальненням МВМ vi дає рецепти построеіія крайових хвиль і хвиль зісковзування. МКВ є узагальненням ФОМ і дозволяє обчислювати крайові хвилі.

До неї належить, зокрема, метод параболіч. Цьог метод використовують при вивченні відкритих хвилеводів і резонаторів, при дослідженні поширення хвильових пучків в лінійних і нелінійних однорідних, регулярно і статистично неоднорідних середовищах (напр. Одним з перших застосувань МПУ була класичні. До АТД відноситься також ряд наближених підходів, що спираються на принцип локальності п строгі рішення модельних задач. За допомогою МВМ і ФОМ визначають гл. ВМД є узагальненням МВМ vi дає рецепти построеіія крайових хвиль і хвиль зісковзування. МКВ є узагальненням ФОМ і дозволяє обчислювати крайові хвилі. Між згаданими методами існує тісний зв'язок. Точно так же вираження для крайових хвиль, постуліруемих в ВМД, слідують з інтегральних уявлень розсіяного поля в МКВ.