橡胶涂层复合材料多层制品超声波无损检测的理论基础：涂胶塑料复合材料多层制品的超声无损检测模型和过程的研究

橡胶涂层复合材料多层制品超声波无损检测的理论基础：涂胶塑料复合材料多层制品的超声无损检测模型和过程的研究

O. N. Budadina and I. A. Potapovb

1、摘要

本研究的第三部分致力于评估所发展的模型是否适用于描述塑性-橡胶介质中声波传播的实际过程，该次评估基于模态结构的分析，通过对这些相关性的分析，可以得出关于确定塑料-橡胶结构声学测试的具体工程解决方案的一般结论和建议。

DOI: 10.1134/S1061830907010044

物理数学模型对实际测试过程的充分性的评估，让我们评估所开发的模型对于描述声波在塑料-橡胶介质中传播的实际过程的充分性。

让我们介绍一下材料的参数：H=0.01m（材料厚度），E=2*109Pa（杨氏模量），s=0.35（泊松比），r=1300kg/m3（塑性密度），w=2pf，f=50kHz (励磁频率)。

 

图1. 弯曲模式的结构

这些曲线图表明，对模态结构的假设得到了证实，从而表明所开发的物理数学模型对于塑料-橡胶介质中声波传播的实际过程是定性的。

我们对塑料复合材料制品自动声学无损检测的参数和过程进行了研究，散射场由公式（56）计算，观察到裂纹尺寸的立方依赖关系（usc~a3）。对于各种模式，散射场的振幅作为裂纹位置深度的函数是最有趣的依赖关系，让我们从公式（56）中选择乘数。

 

图2. 剪切模式的结构           　　　　　　　　　　  图3. 扩展模式的结构

 

图4. 散射模的振幅是d的函数

其他项对于裂纹的固定尺寸和距离r1和r2是常数，让我们为每个散射模式构造S*，根据图4，弯曲到弯曲模式散射具有最大振幅。因此，与此模式相比，其他模式的散射可以忽略。

 

图5. 散射场是d的函数

 

图6. Sb*b的方向性模式

我们构造了散射场（见[6]中公式（56））与板中心距离的依赖关系，同时假设在板上施加单位振幅的力（P=1），并且源和接收器在距板中心5cm的距离处具有相同的位置（r1=r2）。绘制了在距板中心不同距离处的散射模式的方向图，图5-9显示了剪切-剪切和弯曲-弯曲模式的散射在q=0或p的方向上发生得最强烈，张力-张力散射图几乎与q无关。

 

图7. SSS*的方向性模式

 

图8. SSC*的方向性模式

通过对上述相关性的分析，可以得出以下一般结论和建议，以确定塑料-橡胶结构声学测试的具体工程解决方案：

（1） 连续性扰动缺陷（例如裂纹）在距板中心3/8H的距离内被可靠地检测到。

（2） 在无损检测系统声通道的技术开发和建造过程中，应主要考虑弯曲到弯曲的散射通道。

（3） 弯曲到弯曲散射具有明显的“偶极”方向性模式：位于板中心平面附近的（裂纹）连续性距离缺陷将被最精确地检测到。

 

图9. 散射场是缺陷尺寸的函数。

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