Типы ультразвуковых колебаний, их применение при контроле рельсов

В зависимости от упругих свойств материала могут возникать и распространяться различные типы волн:

· продольные С_ℓ;

· поперечные С_t;

Продольная волна – это волна, направление распространения которой совпадает (параллельно) с направлением движения частиц среды (рисунок 21).

Рисунок 21. Процесс формирования продольной волны

Такая волна может быть возбуждена в твёрдом теле, жидкой и газообразной средах.

Скорость распространения продольной волны обозначают буквой С с индексом ℓ - .

Для некоторых материалов она равна:

· в стали (в металле рельса) = 5900±10% (м/с);

· в воде = 1450 ±10% (м/с);

· в органическом стекле = 2670 ±10% (м/с);

· в воздухе (при температуре 0°С) = 331 ±10% (м/с);

Поперечная волна – волна, направление распространения которой перпендикулярно направлению движения частиц среды.

Поперечная волна может быть возбуждена только в твёрдом теле, которое способно упруго сопротивляться деформации сдвига (рисунок 22). В жидкостях и газах поперечные волны быстро затухают.

Рисунок 22. Процесс формирования поперечной волны

Скорость распространения поперечной волны обозначают буквой С с индексом t - . В стали (в металле рельса) она равна: ≈ 3200±10% (м/с).

Скорость поперечной волны в металлах меньше скорости продольной волны в 1,8 раза: ≈ 0,55 .

зависит только от упругих свойств среды.

Продольные и поперечные волны распространяются на значительные расстояния (до нескольких метров). Поэтому они нашли наиболее широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии.

Для возбуждения поперечных волн применяются преобразователи:

· П121-2,5-45°;

· П121-2,5-55°;

· П121-2,5-70°;

· П121-2,5-65°и т.д.