聲發(fā)射檢測(cè)原理

    從聲發(fā)射源產(chǎn)生的彈性波傳播到材料表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測(cè)的表面位移，檢測(cè)儀器將材料的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過放大、處理和記錄，固體材料中內(nèi)應(yīng)力的變化產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，在材料加工、處理和使用過程中很多因素能引起內(nèi)應(yīng)力的變化，如位錯(cuò)、孿生、裂紋萌生與擴(kuò)展、斷裂、相變、磁疇運(yùn)動(dòng)、熱脹冷縮、外加載荷等。

聲發(fā)射檢測(cè)的主要目的：
1、確定聲發(fā)射源的部位
2、分析聲發(fā)射源的性質(zhì)
3、確定聲發(fā)射發(fā)生的時(shí)間或載荷
4、評(píng)定聲發(fā)射源的嚴(yán)重性。

    聲發(fā)射檢測(cè)過程可以歸納為：從聲發(fā)射源發(fā)出的信號(hào)經(jīng)介質(zhì)傳播后到達(dá)換能器，由換能器接收并輸出電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)處理分析對(duì)聲發(fā)射源做出正確的解釋。但是由于聲發(fā)射源機(jī)制本身的復(fù)雜性，以及聲發(fā)射波傳播過程中出現(xiàn)的復(fù)雜情況，使這一領(lǐng)域還有許多問題未解決。
    聲發(fā)射的產(chǎn)生由于材料中局部區(qū)域快速卸載使彈性能得到釋放的結(jié)果。如果固體中所有的點(diǎn)在同一時(shí)間收到同一機(jī)械力作用，那么這個(gè)物體在時(shí)間和空間上將同時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)變化，這個(gè)物體作為一個(gè)整體而運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過程就不會(huì)產(chǎn)生波的過程，只有在局部作用時(shí)，物體各部分有速度變化，才出現(xiàn)波的過程。聲發(fā)射源快速卸載的時(shí)間決定聲發(fā)射信號(hào)的頻譜，卸載時(shí)間越短，能量釋放速度越快，聲發(fā)射信號(hào)的頻譜擴(kuò)展的越高。能量釋放的速度取決于聲發(fā)射源的機(jī)制。理論計(jì)算表明，不同的材料和不同的聲源機(jī)構(gòu)，聲發(fā)射信號(hào)的頻率分量可以從次聲頻擴(kuò)展到50兆赫的超聲頻。
   對(duì)于無限大或半無限大的理想介質(zhì)，當(dāng)產(chǎn)生局部變形時(shí)，不僅產(chǎn)生體積變形，而且產(chǎn)生剪切變形，因此，將激起兩種波，即縱波(壓縮波)和橫波(切變波)。他們以不同的速度在介質(zhì)中傳播。當(dāng)遇到不同界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射和折射，任何一種波在界面反射時(shí)要產(chǎn)生波形變換，同時(shí)出現(xiàn)縱波和橫波，各自按照反射定律和折射定律反射和折射，另外，在固體表面還有沿表面?zhèn)鞑サ谋砻娌ā?br>（1） 壓縮波
在固體彈性介質(zhì)中壓縮變形以波形形式傳播，稱為彈性介質(zhì)中的壓縮波。由于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移和波的傳播方向一致壓縮波即為縱波 。
（2） 切變波
在固體彈性介質(zhì)中剪切變形以波形形式傳播，稱為彈性介質(zhì)中的切變波。由于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移和波的傳播方向垂直切變波即為橫波 。
（3） 表面波
在半無限大的固體物質(zhì)的平面狀或曲面狀界面上存在的界面波稱為表面波或瑞 利波。固體的表面波，其質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是橢圓形的。若距表面的位置變深，振動(dòng)振幅就迅速減少，在約一個(gè)波長(zhǎng)深的位置上，質(zhì)點(diǎn)實(shí)際上處于靜止?fàn)顟B(tài)，并不振動(dòng)。
（4） 板波
如果固體物質(zhì)的尺寸進(jìn)一步受到限制而成為板狀，則當(dāng)板厚小到某一程度時(shí)，瑞利波就不會(huì)存在而只能產(chǎn)生各種類型的板波，板波中*主要的一種是蘭姆波，即當(dāng)板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)那闆r下產(chǎn)生的波。
 
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