波的類(lèi)型及波速測(cè)量

一.超聲波的類(lèi)型

根據(jù)波動(dòng)傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相對(duì)于波的傳播方向的不同，可將波動(dòng)分為縱波、橫波、表面波和板波等。

1. 縱波L

介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行的波，稱(chēng)為縱波，用L表示。

當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變拉壓應(yīng)力作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮形變，從而形成縱波;凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。固體介質(zhì)能承受位伸或壓縮應(yīng)力;液體和氣體雖不能承受拉伸應(yīng)力，但能承受壓應(yīng)力產(chǎn)生容積變化。因此固體、液體和氣體都能傳播縱波。鋼中縱波聲速一般為5960m/s?？v波一般應(yīng)用于鋼板、鍛件探傷。

2. 橫波S(T)

介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱(chēng)為橫波，用S或T表示。

當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生剪切形變，從而形成橫波;只有固體介質(zhì)才能承受剪切應(yīng)力，液體和氣體介質(zhì)不能承受剪切應(yīng)力，因此橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。

3. 表面波R

當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟?，稱(chēng)為表面波，常用R表示。又稱(chēng)瑞利波。

表面波在介質(zhì)表面?zhèn)鞑r(shí)，介質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng)，橢圓長(zhǎng)軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向;橢圓運(yùn)動(dòng)可視為縱向振動(dòng)與橫向振動(dòng)的合成，即縱波與橫波的合成，因此表面波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。

表面波的能量隨深度增加而迅速減弱，當(dāng)傳播深度超過(guò)兩倍波長(zhǎng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振幅就已經(jīng)很小了，因此，一般認(rèn)為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長(zhǎng)深度內(nèi)的缺陷。表面波一般應(yīng)用于鋼管探傷。

4. 板波

在板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟ǎQ(chēng)為板波。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。