Изгибные колебания в задачах акустического контроля и диагностики тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

РГВ од

1 з дек т 1

БУЛАТОВА Елена Галавтеевна

УДК 620.79.17

ИЗГИБНЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ЗАДАЧАХ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ

Специальность: 01.04.01 - Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ижевск 2000

Работа выполнена на кафедре "Приборы и методы контроля качества" Ижевского государственного технического университета.

Научные руководители:

доктор технических наук,

профессор

Буденков Г.А.

кандидат физико-математических наук, доцент

Недзвецкая О.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор

Ломаев Г.В.

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Ильясов P.C.

Ведущая организация:

Институт прикладной механики УрО РАН, г. Ижевск

Защита состоится декабря 2000 г. в часов на заседг

Диссертационного совета Д 064.47.02 в Удмуртском государствен университете по адресу: 426034, г. Ижевск, ул. Университетская, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УдГУ.

Автореферат разослан z.

/Л Ъ .. ,*■ с г Ü „ V

./<0

•V i //-■/о

И.о. ученого секпр^ар.

«iL- •

доктор техническйХ«ау,

Баянкин В.Я.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

При решении ряда задач акустического контроля и диагностики с использованием воздуха в качестве переходной среды (предотвращение столкновений козловых кранов, автоматическая остановка мостовых кранов, парковка автомобилей, виброметрия, течеискание и т.д.) основной проблемой является согласование высокого акустического импеданса преобразователя с низким акустическим импедансом окружающей среды.

Малое значение фазовой скорости изгибных волн Лэмба на низких частотах обусловливает малое удельное акустическое сопротивление пластины. Поэтому пластины, колеблющиеся на изгибной моде, могут наилучшим образом согласовываться акустически с газообразными средами, вследствие чего могут быть использованы для разработки эффективных излучателей и приемников акустических волн в воздухе и других газах.

Чаще всего колебания пластин (оболочек) рассматривают в теории шума и виброизоляции, где изучению подлежит в основном полная звуковая мощность излучателя, зависящая от амплитуды смещений пластины, величина которой определяется рядом параметров и, как правило, не анализируется. Г!рп проектировании ультразвуковых преобразователей, для решения задач контроля и диагностики возникает необходимость анализа детальной картины акустического поля, а именно, расчета смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин. При этом целью расчетов является получение требуемых диаграмм направленности и амплитуд смешений в волнах. Анализ литературных данных показывает, что не существует методик расчета акустических полей таких преобразователей с учетом геометрических размеров и упругих свойств излучающей пластины, параметров импульса возбуждения и свойств окружающей среды, особенно, если пластина ограничена, ее размер сравним с длиной волны в окружающей среде и в импульсном режиме.

Закономерности явлений прозрачности и отражения в тонких пластина нашли применение, в основном, в теории шума и виброизоляции, однако прак тически не используются при разработке методов и средств физических измг рений, неразрушающего контроля, технической и медицинской диагностики.

Цель и задачи работы.

Целью диссертации является разработка изгибных преобразователей дл эффективного излучения в газообразные среды, а также развитие методик ак] стического контроля и диагностики с использованием изгибных волн.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие з;

дачи:

разработка методики расчета полей акустических волн, излучаемых пл; стинами конечных размеров, совершающих колебания на изгибной моде, в з: висимости от рабочей частоты, параметров пластины, окружающей среды способа возбуждения;

исследование акустических полей изгибных резонансных преобразовать

лей;

выработка рекомендаций по проектированию эффективных изгибнь преобразователей для приема и излучения в газообразных средах;

развитие методик акустического контроля и диагностики с использован! ем изгибных волн.

Научная новизна.

Впервые разработана методика количественного расчета акустичеси полей смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин коне ных размеров в газообразных средах в зависимости от рабочей частоты, ге метрических размеров и упругих характеристик излучающей пластины в н прерывном и импульсном режимах. Теоретически и экспериментально иссл дованы акустические поля изгибных резонансных преобразователей.

Предложена принципиально новая методика количественной оценки мощности течей акустическим методом с использованием изгибных резонансных преобразователей.

Установлено, что выявляемость сквозных дефектов при контроле на герметичность полых изделий зависит от прозрачности (шума) их стенок* Проверены исследования полезного сигнала и шума в зависимости от параметров сквозного дефекта, упругих свойств материала и толщины стенки объекта контроля. Предложена оригинальная методика отстройки сигнала от шума.

С использованием явления незеркального отражения разработаны новая методика ультразвукового измерения упругих модулей, толщины и дефектоскопии тонкостенных изделий, новый способ повышения эхогенности игл для циапевтических вмешательств и новый метод определения скорости ультразвука в жидких средах.

Для физиотерапии поверхностных и приповерхностных тканей..предложен новый низкочастотный акустический преобразователь на изгибной моде.

Методы исследования.

Используемый в диссертации математический аппарат включает элементы математического анализа, теории упругости, теоретической механики. Чис-тенные расчеты осуществлены на базе вычислительной техники с использовавшем среды Excel, MathCad. Экспериментальные исследования проводились на эборудовании общего и специального назначения.

Практическая ценность.

Разработанная методика количественного расчета акустических полей смешений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин конечных эазмеров в газообразных средах, позволяет проектировать изшбньге преобразо-затели для эффективного излучения в газообразные среды с требуемой интенсивностью и диаграммой направленности.

Экспериментально полученные дисперсионные кривые моды ас, волны Лэмба в области малых толщин и низких частот могут быть использованы при разработке методик неразрушающего контроля тонких изделий с плоскопараллельными границами (лист, полоса, фольга и т.д.).

Разработанная методика количественной оценки мощности течей позволяет судить о количестве продукта (газа), вытекающего через течь в единиц} времени, то есть оценить потери продукта, загазованность помещений и т.д.

Показано, что бесконтактный акустический метод герметичности полы> изделий превосходит по чувствительности эхо-импульсный УЗ метод дефектоскопии при соответствующей отстройке от шума (размер выявляемого сквозно го дефекта (Здеф~0,01 -X, где к - длина волны в окружающей среде).

Использование явления незеркального отражения позволяет обеспечит) более высокую точность определения упругих модулей тонкостенных изделий в особенности, когда невозможно создать деформацию кручения.

Создание игл на основе явления незеркального отражения позволяет по высить их эхогенность и обеспечить направленность диапевтических вмеша тельств, что предупреждает травму внутренних органов и крупных сосудисты: структур.

Использование изгибного преобразователя в ультразвуковой физиотера пии позволяет избежать теплового эффекта на граничных поверхностях и глу бокого проникновения ультразвука в ткань.

Положения выносимые на защиту.

1. Методика расчета полей акустических волн, излучаемых изгибным) колебаниями пластин конечных размеров в газообразные среды.

2. Результаты исследования акустических полей, излучаемых изгибным) колебаниями пластин, в зависимости от рабочей частоты, параметров пласта ны, окружающей среды, и способа возбуждения.

3. Методики и средства акустического контроля, технической и медицинской диагностики с использованием изгибных волн:

- методика количественной оценки мощности течей бесконтактным акустических! методом течеискагшя в системах с избыточным давлением;

- методика бесконтактного акустического контроля герметичности замкнутых объектов на наличие сквозных дефектов в условиях акустической прозрачное си стенок объекта контроля;

- методика измерения толщины и определения упругих постоянных материалов тонкостенных изделий;

- способ повышения эхогенности иглы для диапевтических вмешательств;

- методика измерения скорости ультразвука в исследуемой среде по незеркальному отражению от помещенного в нее волновода;

• акустический низкочастотный преобразователь для физиотерапии поверхностных и приповерхностных органов и тканей.

Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на XXX научно-технической конференции ИжГТУ "Ученые Пл-~ТУ - производству" (г. Ижевск, 2-4 апреля 1996), XXI научно-методической конференции ИжГТУ (г. Ижевск, 1-3 апреля 1997). XXXI научно• гсхшнескоЛ сонференции ИжГТУ (г. Ижевск, 15-17 апреля 1998), XVII! Уральской конференции "Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами" (г. Ижевск, 13-16 апреля 1998}, Международной конференции "Аттическая эмиссия 99" (Чехия, г. Брно, 15-17 июня 1999).

Научные результаты, полученные в диссертации, используются в курсах Акустический контроль", "Акустические методы и средства медишшскон литое гики и лечения", предназначенных для студентов, обучающихся по спепи-льности 190200 "Приборы и методы контроля качества и диагностика"

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных трудов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов с заключением и списка литературы. Содержит 143 страницы машинописного текста, включая 65 рисунков, 6 таблиц и 109 наименований библиографии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются некоторые вопросы теории изгибных волн в пластинах, которые позволяют рассчитать фазовые скорости, коэффициенты затухания, обусловленные внутренними потерями и переизлучением в окружающую среду, коэффициенты прозрачности и отражения, и могут быть использованы при проектировании акустических преобразователей, разработке методик акустического контроля, технической и медицинской диагностик.

Сделан вывод о том, что не существует методик расчета полей смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин, позволяющих учитывать влияние параметров излучающей пластины, параметров импульса возбуждения и свойств окружающей среды, и что явления прозрачности и отражения в тонких пластинах нашли применение, в основном, в теории шума и виброизоляции, однако, практически не используются при разработке методов и средств неразрушающего контроля, технической и медицинской диагностики.

Во второй главе излагается методика, позволяющая рассчитать пространственные распределения и количественные значения амплитуд смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин конечных размеров в непрерывном и импульсном режимах в зависимости от акустических свойств окружающей среды и пластины, ее формы и размеров с учетом способа ее крепления и возбуждения.

Основные положения методики следующие:

1. Рассматривается изгибной резонансный преобразователь (рис. 1).

Излучающая пласти-

Рис. 1. Форма колебаний излучающей пластины изгибного резонансного преобразователя.

А

I

2Щ2а)

21

п

-1

на такого преобразователя в направлении распространения волны имеет такой размер 2Я (2а), что на ней устанавливается стоячая волна моды ао. Для уменьшения потерь, связанных с оттоком колеба-

тельной энергии через элементы крепления, пластина крепится по линии узлов смещений.

Пластина эффективно излучает волны в окружающую среду, если выполняется условие синфазного излучения - фазовая скорость изгибных волн с, больше скорости волн в окружающей среде с. Величина с^ определяется выражением:

Синфазное излучение в среду с заданными свойствами обеспечивается заданием собственной частоты/колебаний пластины, ее геометрическими размерами (И, 2Я или 2а) и свойствами материала (Е, р, и).

2. Акустическое поле в окружающей среде, в соответствии с принципом суперпозиции, определяется как алгебраическая сумма акустических полей двух бегущих навстречу друг другу изгибных волн, образующих стоячую из-гибную волну в пластине.

3. Акустическое поле, формируемое бегущей изгибной волной, определяется как результат суперпозиции акустических полей элементарных излучателей типа акустических диполей, совокупностью которых представляется изгиб

(1)

пластины. Акустический диполь (осциллятор) излучает в окружающую среду поле, смещения в котором определяются выражением:

dU = U к - cos0-exp(-i(iyf-Ar))i£> (2)

1г

где к - волновое число, Uo - амплитуда колебаний поверхности осциллятора, Az=h - плечо диполя, dS - элементарная площадь поверхности осциллятора, г -расстояние до точки наблюдения, в- угол наблюдения.

Смещения в волне, излучаемой совокупностью акустических диполей, находятся посредством интегрирования формулы (2) по площади пластины. При этом учитываются фазовые задержки, обусловленные координатами приложения диполей и скоростью бегущей изгибной волны.

4. Амплитуда колебаний пластины Uo находится как произведение статического прогиба Us закрепленной в узлах системы на ее добротность Q:

U^USQ (3)

Статический прогиб Us определяется способом возбуждения пластины. Добротность излучающей системы определяется внутренними потерями в материале пластины и потерями на излучение и может быть определена по формуле:

^(¡Г^ЬС №

где Я^ - длина волны моды ап\ к/ - коэффициент затухания моды an, обусловленный внутренними потерями в материале пластины, kj - коэффициент затухания моды а0, обусловленный переизлучением волн в окружающую среду.

С использованием изложенной методики рассчитаны акустические поля изгибных преобразователей с излучающими пластинами круглой формы из алюминия в воздухе атмосферы. В расчеты заложены следующие данные: расстояние между центром излучающей пластины и точкой наблюдения г=1 .и; материал пьезокерамики ЦТС-19; напряженность электрического поля E=ltf В/м\ площадь пьезоэлектрического контакта Sn=10~6 м2.

10

20

80

100 Гц-м

Рис.2. Зависимость амплитуд смещений I! в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин круглой формы из алюминия, от произведения/й.

Зависимости амплитуд смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями круглой пластины из алюминия, от произведения]Ъ представлены на рис. 2. Видно, что рост_/7г приводит к увеличению амплитуды смещений в волне. На характер кривой оказывают влияние две тенденции. С одной стороны, рост /й приводит к увеличению волнового размера пластины

— = — (Л - длина X Л

волны в окружающей среде), а, следовательно, к увеличению амплитуды смещений в волне (расчеты показывают, что смещения пропорциональны четвертой степени волнового размера (2&/Л)4). В то же время растет волновое сопротивление пластины рс , что приводит к ее рассогласованию с окружающей средой. Поэтому кривая носит пологий характер. При малых /к, когда с < с, нарушаются условия

синфазного излучения. Предполагается, что в этой области потери на излучение минимальны.

Приведенные на рис. 2 кривые позволяют оценить амплитуду смещений в волне при любых произведениях(или при любых толщинах на заданной частоте возбуждения). В свою очередь, произведение определяет геометрический размер излучающей пластины 2Я и положение ее узлов 21. При выборе к следует руководствоваться компромиссом между амплитудой смещений в волне и геометрическими размерами излучателя.

На основании расчетных и экспериментальных данных сделаны следующие выводы:

интенсивность в волнах, излучаемых изгибными преобразователями, зависит от выбора материала излучающей пластины (акустической константь

материала), ее размеров и способа возбуждения;

ширина диаграммы направленности определяется материалом излучающей пластины, ее толщиной и волновым размером;

направление максимума диаграммы (угол в) определяется материалов пластины и ее толщиной;

в импульсном режиме амплитуды смещений пропорциональны числу периодов п возбуждающего импульса при малых п и, в значительной мере, определяются материалом пластины.

В третьей главе описаны возможности использования изгибных преобразователей для реализации акустического метода течеискания и контроля герметичности полых изделий, даны оценки выявляемое™ сквозных дефектов е полых изделиях бесконтактным акустическим методом, предложена методикг ультразвукового измерения упругих модулей, толщины и дефектоскопии тонкостенных изделий, основанная на явлении незеркального отражения волны падающей из жидкости на область вблизи границы образца.

Бесконтактный акустический метод течеискания основан на регистрации и анализе параметров акустических волн, генерируемых течью в окружающук среду, и позволяет определить местоположение течи и оценить ее величину Известно, что не вся физическая мощность течи W преобразуется в акустическую Шах, поэтому они могут быть связаны между собой коэффициентом связк к:

. Я

к-¥: <*> Акустическая мощность течи, как точечного источника, может быть оценена с использованием ультразвукового течеискателя по формуле:

12

где г - расстояние между источником течи и приемно-индикаторным блоком прибора, соответствующее порогу чувствительности Jo (например, для течеи-скателя "Гермес - 2" - 70=4,6-Ю"13 Вт/м2).

Общую мощность течи в лабораторных условиях можно оценить по фор-

муле:

1У =

АУР дг '

(7)

где А V - объем вытекающего газа, измеренный по объему вытесненной жидкости, Р - избыточное давление, /1/ - время измерения.

На рис. 3 представлены зависимости от давления коэффициентов связи к

между общей и акустиче- ,

ыо-'1

¡2

10 8 6

4 ?

\Уак-10"", Вт ___

I

2,5 3 Р, атм

ской мощностями течей, измеренных и рассчитанных

по формулам (5-7), согласно приведенным методикам. Там же нанесены линии различного уровня акустической мощности, рассчитанные по экспериментальным данным.

Измеряя по описанной методике акустическую мощность течи IV..,. при определенном уровне избыточного давления Р в системе и используя приведенную на рис.3 номограмму можно однозначно определить коэффициент связи к, а следовательно, и количественно оценить общую мощность течи, по которой можно судить о количестве продукта (газа), вытекающего за определенный промежуток времени, т.е. оценить потери продукта, загазованность помещений и т.д.

Рис. 3. Зависимость коэффициента связи к от

избыточного давления Р (——) и линии

уровня акустической мощности Wa, (------) для имитаторов течей 2, 3,4.

Бесконтактный акустический метод контроля герметичности полых изделий предполагает помещение источника ультразвуковых волн внутрь объекта контроля. Ультразвуковые волны, проникая через сквозной дефект размером более ~0,01 -Л, могут быть зафиксированы акустическими приемниками снаружи объекта контроля.

Однако стенки контролируемых изделий могут быть также прозрачными для УЗ волн при определенных углах падения а, определяемых правилом совпадения:

а = агсзт(св / см), (8)

где св- скорость распространения УЗ волны в воздухе, см- скорость моды а0 волны Лэмба, возбуждаемой в стенке изделия. Поэтому акустические приборы наряду с полезным сигналом - УЗ волнами, прошедшими сквозь дефект, будут регистрировать и шум - УЗ волны, обусловленные акустической прозрачностью стенок объекта контроля (рис. 4).

Р, Па 0,28 0,24 0,2 0,16 0,12 0,08 0,04 0,08 0,120,13 0,18 0,20 0,21 0,22 <1, мм

Рис. 4. Пространственное распределение амплитуд давлений Р в волнах, излучаемых стальной пластиной толщиной 2,1 мм (кривая 5) и сквозными отверстиями диаметрами: 1 -£/=0,11 мм; 2-¿=0,14 мм; 3 -¿=0,15 мм; 4-¿=0,19 мм.

В работе приведены результаты исследований полезного сигнала и шума

в зависимости от параметров сквозного дефекта, упругих свойств, плотности

материала и толщины стенок объекта контроля. Показано, что выявляемость

дефектов данным методом определяется превышением полезного сигнала над уровнем шума. С одной стороны, амплитуда полезного сигнала прямо пропорциональна площади сквозного дефекта и убывает с увеличением его длины (толщины стенки), а с другой стороны уменьшение толщины стенки объекта контроля приводит к увеличению акустической прозрачности стенки (шума). Увеличение шума более всего происходит в направлениях максимальной прозрачности, которые определяются правилом совпадения (8).

Чувствительность метода выше при контроле изделий из материалов с большими волновыми сопротивлениями. Чувствительность может быть увеличена за счет ориентации измерительно-акустического устройства в направлениях наименьшей прозрачности стенки изделия. Эти направления могут быть предварительно определены расчетным путем, если известны волновые сопротивления материалов и толщина стенки контролируемого объекта. Кроме того, акустический шум при контроле можно уменьшить путем демпфирования материала изделия в области контроля.

Предложена методика измерения упругих модулей, толщины и дефектоскопии тонкостенных изделий, основанная на явлении незеркального отражения волны, падающей из жидкости на область вблизи границы образца.

Существующие методы испытаний на растяжение позволяют определить модуль Юнга Е материала тонких образцов, в то время как определение коэффициента Пуассона а или модуля сдвига ц в тонких образцах сопряжено с техническими трудностями.

При известном значении модуля Юнга Е упругие постоянные си// изотропного твердого тела плотностью р с известной толщиной И могут быть определены путем измерения скорости распространения моды а0 волны Лэмба в исследуемой тонкой пластине в соответствии с формулами:

2(1 + а)

Аналогичные измерения сги /¿можно выполнить путем измерения скорости моды Яо-

С уменьшением толщины пластины ее прозрачность при нормальном падении волны возрастает. При этом максимум, соответствующий моде аа, становится не ярко выраженным (кривая 1 рис. 5), и точные измерения угла а0> в теневом варианте им-

ДД 0,8 0,6 0,4 0,2

—" Л

2 1

-.

) \

20

40

60

80

а

Рис. 5. Коэффициент прозрачности £> (кривая 1) и коэффициент незеркального отражения Л (кривая 2) алюминиевой пластинки толщиной 0,7 мм в воде на частоте/=4,02-105 Гц.

Рис. 6. Принцип незеркального отражения.

мерсионным способом становятся невозможными.

Для измерения скоростей нулевых мод в тонких пластинах предложено использовать явление, заключающееся в том, что при выполнении правила совпадения (8) вблизи границы пластины, возникает незеркальное отражение падающей из жидкости волны (рис. 6). Свидетельством этого является максимальная амплитуда эхоимпульса прошедшего в виде продольной волны в жидкости 2, волны Лэмба 5 и незеркально переизлученной волны 7 после отражения от кромки пла-

;тинки. Измеряя полученные при этом значения углов а ч , можно рассчитать :корости возбуждаемых мод а„ и s0. При этом, коэффициент отражения R не-(еркально отраженной волны моды а„ при а = а„ имеет резко выраженный максимум, в основном определяемый шириной диаграммы направленности кривая 2 рис. 5), что обуславливает более точное определение угла a0j по •равнению с методами, основанными на измерении коэффициента прозрачно-

h

;ти для пластин, волновая толщина которых —<0,16.

Я,

В четвертой главе описано использование изгибных воли для решения [екоторых проблем медицинской ультразвуковой диагностики, диапевтики и ерапии.

Предложено использовать явление незеркального отражения для повы-иения эхогенности игл для диапевтических вмешательств. Показано, что в не-'дноролных средах эхогенность игл зависит от свойств окружающей среды и

гла падения ультразвукового импульса на ствол иглы. Угол падения однозпач-:о связан формулой (8) со скоростью распространения ультразвука в игле, которая в свою очередь, определяется частотой ультразвукового импульса и толщиной стенки иглы. Коллективом авторов кафедры "ПиМКК" ИжГТУ разработаны иглы для диапевтических вмешательств серии "Росинка". На рис. 7 показан характер визуализации данных игл в неоднородных средах.

Рис. 7. Характер визуализации иглы "Росинка."

Предложен метод измерения скорости ультразвука в жидких средах. Метод основан на определении угла, соответствующего максимальной амплитуде эхо-сигнала при незеркальном отражении от волновода погруженного в исследуемую среду. Угол максимального значения амплитуды незеркального эхо-импульса от конца волновода однозначно связан со скоростью окружающей его неизвестной среды формулой (8). Методика опробована на стальных пластинах в водных растворах ЫаС1 разных концентраций. Данный метод может быть использован для определения скорости звука, например, в биологических тканях в ходе выполнения диапевтических вмешательств под контролем ультразвукового сканирования.

При физиотерапии ряда заболеваний, когда необходимо избежать нежелательных эффектов на граничных поверхностях (нагрев надкостницы, суставных менисков и т.д.), следует предотвращать глубокое проникновение ультразвука в ткань. Поэтому для физиотерапии поверхностных и приповерхностных органов и тканей предлагается изгибной преобразователь, работающий в области несинфазного излучения. Теоретически и экспериментально исследован характер давления на оси излучателя. Установлено, что на большое расстояние энергия не излучается. Вблизи поверхности излучателя происходит перетекание среды от мест сжатия к месту разрежения (т.е. некоторый объем среды, прилежащий к излучающей поверхности, интенсивно колеблется вместе с ней).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны физически обоснованные методики и технические решения с использованием изгибных колебаний в задачах акустического контроля и диагностики.

Основные результаты и выводы: 1. Разработана методика количественного расчета акустических полей пластин конечных размеров, совершающих изгибные колебания, в газообразных

средах в зависимости от рабочей частоты, геометрических размеров и упругих характеристик пластины в непрерывном и импульсном режимах.

2. Теоретически и экспериментально исследованы акустические поля из-гибных резонансных преобразователей. Установлено, что интенсивность излучаемых волн и диаграммы направленности определяются материалом излучающей пластины и ее размерами. В импульсном режиме амплитуды смещений растут пропорционально числу периодов возбуждающего импульса и определяются материалом пластины.

3. С использованием нзгибньтх резонансных преобразователей разработана и реализована методика количественной оценки мощности течей в акустическом методе течеискания. Обнаружено, что чувствительность метода течеиска-ния увеличивается при использовании диапазона частот 55-60 или 80-100 кГц.

4. Установлено, что в процессе контроля герметичности полых изделий на наличие сквозных дефектов выявляемость зависит от их размеров, а также от акустической прозрачности стенок контролируемого изделия. Даны рекомендации ио повышению чувствительности метода.

5. Рассмотрены возможности использования явления незеркалыюго отражения для разработки методик ультразвуковых измерений и медицинской диагностики:

разработана методика определения скоростей распространения мод а„ и л-,,., упругих постоянных, толщины и дефектоскопии материала тонких образцов; повышена эхогеиность игл для дианетических вмешательств; разработана методика измерения скорости ультразвука в исследуемой

среде.

6. Показана возможность создания на основе изгибных колебаний тастин низкочастотного акустического преобразователя для физиотерапии поверхностных и приповерхностных биологических тканей.

Полученные физические закономерности излучения ультразвуковых волн изгибными колебаниями пластин могут быть использованы при проектирова-

нии преобразователей для излучения и приема акустических волн в атмосфере в задачах эхо-локации, определения вибраций механизмов, обнаружения утечек в сосудах под давлением, при разработке систем сигнализации.

Дальнейшее исследование вопросов просачивания ультразвуковых волн через стенки полых изделий и через сквозные дефекты поможет на практике реализовать контроль полых замкнутых конструкций на наличие сквозных дефектов (холодильных камер, салонов автомобилей и т.д.).

Многие объекты контроля представляют собой пространственно ограниченные среды (газопроводы), развитие трещин в которых может привести к возникновению волн Лэмба. Исследованные закономерности распространения волн Лэмба в пластинах и их переизлучения в окружающую среду могут оказаться полезными при акустоэмиссионном контроле газопроводов.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Карбань О.В. Дисперсионные кривые моды ап в тонких пластинках // Дефектоскопия. -1991. - № 11. - с. 35-38.

2. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В. Ультразвуковой контроль тонкостенных изделий // Дефектоскопия. - 1996. - № 8. - с. 59-63.

3. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В., Гребенщиков С.П. Бесконтактный метод акустического контроля полых изделий на наличие сквозных дефектов // Дефектоскопия. - 1996. - № 11. - с. 43-48.

4. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В., Булатова Е.Г. Технические возможности бесконтактного акустического метода течеискания // Дефектоскопия. - ¡996. ■ № 12.-с. 48-53.

5. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В. К теории низкочастотноп излучателя для ультразвуковой терапии // Медицинская техника. - 1995. - № 6. с. 9-11.

6. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В., Стрижак В.А. Поля смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин // Дефектоскопия. - 2000. - № 6. - с. 54-63.

7. G.Budenkov, O.Nedzvetskaya, E.BuIatova. Technical possibilities of the non-contact acoustic emission method at testing hollow articles integrity //Journal of acoustic emission. - 1999. - vol. 17. - No. З-4/July-Dccember. - pp. 13-19.

8. Булатова Е.Г., Недзвецкая O.B. Методика количественной оценки мощности течей акустическим методом // Тезисы докладов XXI научно-методической конференции ИжГТУ, 1-3 апреля 1997 г. - Ижевск: Изд-во Иж-ГТУ, 1997.-е. 22.

9. Недзвецкая О.В., Булатова Е.Г., Сергеев В.Н., Злобин Д.В. Распространение моды ап в пластине, нагруженной на жидкость // Тезисы докладов XXXI научно-технической конференции ИжГТУ, 15-17 апреля 1998 г. - в 2-х ч. - ч. И. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1998. - с. 68-69.

10. Недзвецкая О.В.. Булатова Е.Г. Малопиккивный метод определения скорости ультразвука в биологических тканях // Тезисы докладов XXXI научно-технической конференции ИжГТУ, 15-17 апреля 1998 г. - в 2-х ч. - Ч. И. -Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1998. - с. 69-70.

Введение.

Глава

Вопросы теории изгибных волн в пластинах

Предварительные замечания.

1.1. Фазовые и групповые скорости изгибных волн.

1.2. Затухание изгибных волн.

1.3. Отражение и прохождение волн в тонких пластинах.

1.4. Методы возбуждения и приема волн Лэмба.

1.5. Преобразователи на изгибной моде.

Выводы к главе 1.

Глава

Акустические преобразователи на изгибной моде

2.1. Методика расчета преобразователей.на изгибной моде.

2.2. Расчет коэффициентов затухания изгибной волны.

2.3. Дисперсионные кривые моды а о в тонких пластинах.

2.4. Расчет акустических полей изгибного преобразователя прямоугольной формы.

2.5. Расчет акустических полей изгибного преобразователя круглой формы.

2.6. Основные закономерности излучения (приема) акустических волн изгибными преобразователями.

Выводы к главе 2.

В твердом слое (пластине) в результате интерференции объемных волн возникают резонансные явления, которые приводят к образованию нормальных волн или волн Лэмба. При малой толщине пластины и на низких частотах распространяются только две моды волны Лэмба: - волна расширения-сжатия и а0 - волна изгиба. Изгибные волны - деформации изгиба, распространяющиеся в пластинах.

Резкая зависимость скорости и коэффициента затухания волн Лэмба от соотношения толщины пластины и длины волны обусловили их применение для неразрушающего контроля листов, оболочек, труб и тонкостенных изделий. Небольшое изменение толщины приводит к заметным изменениям скорости, а, следовательно, и волнового сопротивления объекта контроля, что сопровождается не только изменением времени распространения сигналов, но и их амплитуды. Волна Лэмба имеет высокую чувствительность к продольным дефектам листовых материалов - расслоениям, рискам, выявление которых объемными волнами часто сопряжено с большими трудностями (отражение от дефекта маскируется отражением от поверхности). Волны Лэмба легко возбудить в пластине из любого материала, а дальность их распространения существенно больше дальности распространения объемных волн (их амплитуда убывает пропорционально \/л[я, где Л - расстояние от излучателя).

Обнаружение дефектов волнами Лэмба производится с использованием классических методов ультразвукового контроля - эхо-метода и теневого, как в контактном, так и в иммерсионном вариантах в листах и листовых конструкциях [1-11], в трубах и трубчатых изделиях [12-21], а также в тонкостенных конструкциях и в изделиях более сложной формы [12]. Волнами Лэмба можно контролировать расслоения и зоны нарушения сцепления в материале не только в листах, но и в поверхностном слое всевозможных образцов при одностороннем доступе [9]. Важным практическим применением волн Лэмба является использование их для прецизионных измерений толщины листовых конструкций [22]. Кроме классических ультразвуковых методов контроля волны Лэмба применяют в импедансном и велосиметрическом методах [10, 23, 24] для контроля соединений между элементами многослойных конструкций и изделий из неметаллов и для обнаружения участков коррозионного износа.

Акустические методы контроля качества выпускаемой продукции кроме средств дефектоскопии, направленных на выявление нарушений сплошности материалов и изделий, постепенно проникают в такие области материаловедения, как определение физико-механических свойств материалов (величины зерна, модулей упругости, твердости, прочности, структуры, качества механической и термической обработки) [12]. Современные акустические методы позволяют исследовать состояние вещества по скорости и времени распространения волн [22, 25-27]. По фазовой скорости волн Лэмба, распространяющихся в образце с известной толщиной и плотностью, можно рассчитать упругие константы материала - модуль упругости и модуль сдвига [25, 28]. При этом измерение скоростей распространения нулевых мод и «0 позволяет решать две задачи неразрушающего контроля - измерение толщины и определение упругих постоянных материала тонкостенных изделий [22, 25, 29]. Последняя задача представляется актуальной применительно к таким изделиям как аморфные металлические ленты [30].

В технической диагностике волны Лэмба используют для определения уровня жидкости в резервуарах [31], а для возбуждения или измерения виброперемещений в области десятых долей миллиметра используют пьезоэлектрические изгибные резонаторы [32].

Кроме этого, в настоящее время акустические волны широко применяются в медицине. Применения звуковых и ультразвуковых волн в медицине можно подразделить на две группы: 1) с терапевтической целью (чтобы вызвать длительное изменение состояния биологических тканей); 2) с целью диагностики (для выявления определенного состояния биологических тканей). Ультразвук в физиотерапии применяется, главным образом, при лечении поврежденных мягких тканей за счет микромассажа, теплового действия и комплексного физико-химического действия. Для физиотерапии ряда заболеваний, где проникновение ультразвука в глубину ткани нежелательно, можно использовать изгибные преобразователи, излучение которых в основном происходит вблизи поверхности ткани [33]. Инвазивные вмешательства под контролем ультразвукового сканирования решают задачи, которые можно отнести ко второй группе. Для успешной диагностики необходимо использовать медицинские иглы, обладающие повышенной эхогенностью. Повышенная эхогенность иглы может быть достигнута согласованием волновых сопротивлений иглы и биологической ткани за счет возбуждения в игле изгибных волн.

Большой интерес в настоящее время представляют бесконтактные методы акустического контроля материалов, которые в ряде случаев обладают преимуществами перед другими методами неразрушающего контроля. Они позволяют расширить возможности акустического контроля при больших скоростях и вариациях объема контроля, высоких и низких температурах, шероховатой и загрязненной поверхности объекта, а также в случаях, когда по применяемой технологии механический контакт и контактные жидкости использовать недопустимо, и когда не требуется ввод акустической энергии внутрь объекта контроля.

К бесконтактным методам акустического контроля, в частности, относятся методы, осуществляющие акустическую связь посредством передачи колебаний через воздух [12, 34]. Многие физические процессы сопровождаются излучением ультразвуковых волн в воздух в диапазоне частот до 100 кГц, например, истечение газов, находящихся под давлением, сквозь места нарушения герметичности, коронные разряды в силовых электрических цепях. Регистрация этих волн в окружающей атмосфере позволяет контролировать системы транспортировки (трубопроводы) и хранения жидкостей и газов под давлением (сосуды высокого давления) на наличие сквозных дефектов или некачественных технологических соединений, обнаруживать некачественные электрические контакты в высоковольтных системах и линиях передач. При этом бесконтактный акустический метод течеискания отличается высокой дистанционно-стью и оперативностью и может эффективно использоваться для контроля изделий на герметичность при невысоких требованиях к порогу чувствительности.

Места негерметичности замкнутых объектов могут быть обнаружены ультразвуковым методом и при отсутствии избыточного давления газа в объекте контроля. В этом случае внутри объекта контроля размещается излучатель ультразвуковых волн, заполняющий ультразвуковыми колебаниями внутренний объем объекта. Места негерметичности обнаруживаются регистрацией волн "просачивания" через них. При этом актуальным является исследование прозрачности стенок самого объекта контроля, в которых при определенных углах падения возбуждается мода а0 волны Лэмба [35].

Благодаря особенностям распространения ультразвука в пространственно ограниченных средах возможна реализация ультразвукового метода измерения линейных размеров, например, длины труб при доступе к одному из их торцов. При этом эхо-метод может быть реализован как при заглушённом, так и при открытом втором торце [36].

Реальной является разработка ультразвуковых эхолокаторов, предназначенных для измерения расстояний от нескольких сантиметров до десятков метров [37, 38]. Такие приборы могут использоваться, например, для предотвращения столкновений козловых кранов, автоматической остановки мостовых кранов и т.д.

Кроме того, к задачам акустической диагностики с использованием воздуха атмосферы в качестве переходной среды можно отнести: измерение уровня сыпучих материалов и жидких сред в бункерах и резервуарах; контроль температуры воздуха в помещениях и определение концентраций газовых смесей; охрана помещений и противопожарная сигнализация; управление технологическими процессами и объектами на расстоянии.

Однако, судя по литературным данным [12, 34], использование воздуха атмосферы в качестве переходной среды при ультразвуковом неразрушающем контроле считается малоэффективным. Связано это с сильным затуханием ультразвука в воздухе [39] и с большими потерями на границах раздела преобразователь - воздух и материал изделия - воздух. Несмотря на трудности, перечисленные задачи бесконтактного акустического контроля и диагностики технических объектов могут быть реализованы с использованием изгибных колебаний пластин в воздухе атмосферы. Это обусловлено тем, что скорость изгиб-ной моды изменяется от рэлеевской скорости ск до нуля при уменьшении произведения толщины пластины и частоты /к и также определяется упругими характеристиками материала пластины. Поэтому выбором низкой рабочей частоты, малой толщины и материалов пластины с низким волновым сопротивлением можно добиться необходимого согласования импеданса объекта контроля {рсс,и) с импедансом переходной среды (для воздуха -рс=340 кг/м с). Кроме того, использование низких частот (до 100 кГц) позволяет уменьшить значения коэффициента затухания.

Успех в решении той или иной задачи определяется наличием эффективно работающих акустических преобразователей для приема и излучения в воздух атмосферы. Из бесконтактных преобразователей известны электростатические, электродинамические, магнитострикционные, электроемкостные, электронные и пьезоэлектрические [12]. Особенно широкое распространение получили ультразвуковые преобразователи, работающие на резонансе по толщине (на продольной волне) и на резонансе по диаметру или длине (на изгибной моде), в которых для повышения эффективности используют четвертьволновые насадки и перфорированные пластины для согласования с воздухом [40].

При проектировании ультразвуковых преобразователей, разработке методик неразрушающего контроля возникает необходимость расчета смещений в волнах, излучаемых в пластинах и изгибными колебаниями пластин. При этом целью расчетов является получение требуемых диаграмм направленности акустических преобразователей. Задача определения смещений в упругих волнах, излучаемых в твердое пространство и полупространство от источников различного типа, в настоящее время достаточно проработана [41-45]. В сейсморазведке волновые поля от единичного скачка в пространстве, полупространстве и слоях исследованы Петрашенем и Огурцовым [46-48]. В работах [22, 25, 49-51] приведены методики расчета акустических полей пластин бесконечных размеров в гармоническом режиме. В теории шума и виброизоляции ограничиваются расчетом звуковой мощности, генерируемой колеблющимися пластинами конечных и бесконечных размеров, методами изображения, Фурье и спектра мощности [52]. При этом выражения для смещений и давлений в волнах, а также выражения для излучаемой мощности получаются вне связи с параметрами источников этих волн, а это приводит к тому, что не рассматриваются важные аспекты, связанные с взаимодействием источника волнового движения с упругим телом. Считается [53], что если пластина ограничена и ее размер сравним с длиной волны в окружающей среде, то генерируемое ею акустическое поле рассчитать достаточно проблематично, особенно в импульсном режиме.

Целью диссертации является разработка изгибных преобразователей для эффективного излучения в газообразные среды, а также развитие методик акустического контроля и диагностики с использованием изгибных волн.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- разработка методики расчета полей акустических волн, излучаемых пластинами конечных размеров, совершающих колебания на изгибной моде, в зависимости от рабочей частоты, параметров пластины, окружающей среды и способа возбуждения;

- исследование акустических полей изгибных резонансных преобразователей; выработка рекомендаций по проектированию эффективных изгибных преобразователей для приема и излучения в газообразных средах;

- развитие методик акустического контроля и диагностики с использованием изгибных волн.

На защиту выносятся:

1. Методика расчета полей акустических волн, излучаемых изгибными колебаниями пластин конечных размеров в газообразные среды.

2. Результаты исследования акустических полей, излучаемых изгибными колебаниями пластин, в зависимости от рабочей частоты, параметров пластины, окружающей среды, и способа возбуждения.

3. Методики и средства акустического контроля, технической и медицинской диагностики с использованием изгибных волн:

- методика количественной оценки мощности течей бесконтактным акустическим методом течеискания в системах с избыточным давлением;

- методика бесконтактного акустического контроля герметичности замкнутых объектов на наличие сквозных дефектов в условиях акустической прозрачности стенок объекта контроля;

- методика измерения толщины и определения упругих постоянных материалов тонкостенных изделий;

- способ повышения эхогенности иглы для диапевтических вмешательств;

- методика измерения скорости ультразвука в исследуемой среде по незеркальному отражению от помещенного в нее волновода;

- акустический низкочастотный преобразователь для физиотерапии поверхностных и приповерхностных органов и тканей.

Основные результаты и выводы:

1. Разработана методика количественного расчета акустических полей пластин конечных размеров, совершающих изгибные колебания, в газообразных средах в зависимости от рабочей частоты, геометрических размеров и упругих характеристик пластины в непрерывном и импульсном режимах.

2. Теоретически и экспериментально исследованы акустические поля изгибных резонансных преобразователей. Установлено, что интенсивность излучаемых волн и диаграммы направленности определяются материалом излучающей пластины и ее размерами. В импульсном режиме амплитуды смещений растут пропорционально числу периодов возбуждающего импульса и определяются материалом пластины.

3. С использованием изгибных резонансных преобразователей разработана и реализована методика количественной оценки мощности течей в акустическом методе течеискания. Обнаружено, что чувствительность метода течеискания увеличивается при использовании диапазона частот 55-60 или 80-100 кГц.

4. Установлено, что в процессе контроля герметичности полых изделий на наличие сквозных дефектов выявляемость зависит от их размеров, а также от акустической прозрачности стенок контролируемого изделия. Даны рекомендации по повышению чувствительности метода.

5. Рассмотрены возможности использования явления незеркального отражения для разработки методик ультразвуковых измерений и медицинской диагностики:

- разработана методика определения скоростей распространения мод а0 и я«, упругих постоянных, толщины и дефектоскопии материала тонких образцов;

- повышена эхогенность игл для диапевтических вмешательств;

133

- разработана методика измерения скорости ультразвука в исследуемой среде. 6. Показана возможность создания на основе изгибных колебаний пластин низкочастотного акустического преобразователя для физиотерапии поверхностных и приповерхностных биологических тканей.

Полученные физические закономерности излучения ультразвуковых волн изгибными колебаниями пластин могут быть использованы при проектировании преобразователей для излучения и приема акустических волн в атмосфере в задачах эхо-локации, определения вибраций механизмов, обнаружения утечек в сосудах под давлением, при разработке систем сигнализации.

Дальнейшее исследование вопросов просачивания ультразвуковых волн через стенки полых изделий и через сквозные дефекты поможет на практике реализовать контроль полых замкнутых конструкций на наличие сквозных дефектов (холодильных камер, салонов автомобилей и т.д.).

Многие объекты контроля представляют собой пространственно ограниченные среды (газопроводы), развитие трещин в которых может привести к возникновению волн Лэмба. Исследованные закономерности распространения волн Лэмба в пластинах и их переизлучения в окружающую среду могут оказаться полезными при акустоэмиссионном контроле газопроводов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны физически обоснованные методики и технические решения с использованием изгибных колебаний в задачах акустического контроля и диагностики.

1. Рохлин С.И, Харитонов A.B. Экспериментальное исследование отражения волн Лэмба от естественных расслоений в листовом прокате // Дефектоскопия. -1974 № 1.- с. 78-85.

2. Заборовский O.P. Особенности формирования ультразвукового сигнала при контроле сварных соединений тонколистовых конструкций волнами Лэмба //Дефектоскопия. 1974,- № 2,- с. 30-38.

3. Букасев Ю.А., Полухин О.Ф., Федоринин B.C. Ультразвуковой контроль паяных соединений // Дефектоскопия. 1987.- № 9.- с. 80-82.

4. Иванов Н.М., Круглов Б.А., Трофимова Г.Н., Кочетков М.И. Ультразвуковой контроль сплошности полос серебряного припоя//Дефектоскопия. 1978.- № 6,- с. 98-100.

5. Барышев С.Е., Беспалов H.A., Шанькова З.Н., Красота В.К. Ультразвуковая механизированная установка для контроля листов из алюминиевых сплавов методом нормальных волн // Дефектоскопия. 1965,- № 4,- с. 56-60.

6. Барышев С.Е., Жуков В.Д., Иванов В.Д., Николашкин В.А., Бородулин В.Е., Дубровин H.H., Попов Ю.Б., Смирнов В.А., Варуха Г.В. Установка типа УЗКЛ для автоматического контроля листов // Дефектоскопия. 1968 - № 2.- с. 37-41.

7. Кравченко Д.Ф., Турсунов Д.А. Распределение внутренних дефектов в полосе из низкоуглеродистой конструкционной стали // Дефектоскопия,- 1973.- № 3.- с. 140-141.

8. Голубев A.C., Добротин Д.Д., Паврос С.К. Ультразвуковая аппаратура для автоматизированного контроля тонколистового проката // Дефектоскопия. -1993.- № 8,- с. 46-52.

9. Гольден А.Д. Ультразвуковой контроль резинометаллических конструкций волнами Лэмба при одностороннем доступе со стороны резины // Дефектоскопия. 1993,- № 1,- с. 39-42.

10. Анисимов В.К. О возможности непрерывного акустического контроля сооружений из листовых материалов // Дефектоскопия. 1991.- № 1с. 50-52.

11. П.Приходько В.Н., Кириллова Л.Г., Федоришин В.В. Неразрушающий контроль межкристаллитной коррозии тонко листового материала // Дефектоскопия. 1992,- № 4,- с. 20-28.

12. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Кн. 2./ Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. - 352с.

13. Веретенников Э.С., Бахтинова Н.Д. Определение оптимальной частоты ультразвуковых колебаний при контроле труб // Дефектоскопия. 1972 - № 3.- с. 68-80.

14. Демченко A.C., Каплан М.Д., Бунштейн С.Х., Рабкин В.Б., Рафалович М.Л. Ультразвуковой иммерсионный контроль труб на основе трехслойных вол-новодных систем // Дефектоскопия. 1986.- № 12,- с. 25-31.

15. Кеслер H.A., Кучева Р.Г., Лялин A.B., Шмурун Ю.А., Сирый В.Д., Эйчина В.Г. Установка для ультразвукового контроля структуры особо тонкостенных труб // Дефектоскопия. 1977.- № 4,- с. 33-39.

16. Бурмистров Б.В., Кононова О.М., Трещалин М.А. Ультразвуковой контроль труб малого диаметра с внутренними ребрами // Дефектоскопия. 1978,- № 2.-е. 101-103.

17. Выборное Б.И. Способы определения оптимального угла падения ультразвуковых колебаний при иммерсионном и контактном контроле трубчатых изделий//Дефектоскопия. 1991.-№ 11.- с. 38-42.

18. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1965. - 361 с.

19. Ловякин Е.М., Никитин Г.А., Костюков Ю.М. Ультразвуковые датчики для контроля труб // Дефектоскопия. 1969.- № 2,- с. 83-85.

20. Пронякин В.Т. Ультразвуковая Дефектоскопия тонкостенных труб с внутренней поверхности // Дефектоскопия. 1992,- № 9.- с. 49-52.

21. Викторов H.A. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. - 168 с.

22. Ланге Ю.В., Мурашев B.B. Ультразвуковой временной метод контроля многослойных конструкций с использованием нормальных волн // Дефектоскопия. 1977,-№2,-с. 13-18.

23. Ланге Ю.В., Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы нераз-рушающего контроля // Дефектоскопия. 1978.- № 9.- с. 22-36.

24. Физическая акустика. Т. 1. Методы и приборы ультразвуковых исследований./ Под ред. У. Мезона. Ч. А-М.: Мир, 1966. 582 с.

25. Веремеенко C.B., Игнатинский И.Л. Определение динамических модулей упругости тонкой проволоки методом бегущих нормальных волн // Дефектоскопия. 1976.- № 4.- с. 65-73.

26. Мейерсон В.Г. К методике определения физико-механических характеристик тонких стержней и проволоки ультразвуковым резонансным методом // Дефектоскопия. 1983.- № 2.- с. 19-26.

27. Шарко A.B. Современное состояние и перспективы развития акустических методов контроля прочности свойств конструкционных материалов (обзор) //Дефектоскопия. 1983,- № 5,- с. 72-87.

28. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 320 с.

29. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В. Ультразвуковой контроль тонкостенных изделий // Дефектоскопия. 1996.- № 8,- с. 59-63.

30. Технические средства диагностирования: Справочник/ В. В. Клюев, Г1. П. Пахоменко, В. Е. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989. 672 с.

31. Ленк А. Электромеханические системы: Системы с распределенными параметрами. Пер с нем. -М.: Энергоиздат, 1982. 472 с.

32. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В. К теории низкочастотного излучателя для ультразвуковой терапии // Медицинская техника. 1995.- № 6.- с. 9-11.

33. Солохин Н.В., Рапопорт Д.А., Кутюрин Ю.Г. Возможности метода сквозного прозву-чивания для композиционных материалов // Дефектоскопия. 1993.- № 2 - с. 18-25.

34. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Недзвецкая О.В., Гребенщиков С.П. Бесконтактный метод акустического контроля полых изделий на наличие сквозных дефектов // Дефектоскопия. 1996.- № П.- с. 43-48.

35. Буденков Г.А., Буденков А.Г., Беглецов Б.Н. Ультразвуковая диагностика с использованием воздуха атмосферы в качестве переходной среды // Дефектоскопия. 1996,- № 10,-с. 18-23.

36. Буденков Г.А., Беглецов Б.Н., Буденков А.Г. Способ ультразвуковой локации. Патент России № 2020519. - Бюл. изобр., 1994, № 18.

37. Буденков Г.А., Беглецов Б.Н., Буденков А.Г. Способ ультразвуковой локации в условиях плохой видимости. Патент России № 2011204. - Бюл. изобр., 1994, № 7.

38. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: ИЛ, 1957. - 727 с.

39. Гунтина Т.А. К вопросу моделирования источников акустической эмиссии // Физические методы испытания материалов и веществ. Челябинск: ЧПИ, 1983. - с. 37-43.

40. Буденков Г.А. Расчет характеристик направленности ультразвуковых преобразователей // Физические методы испытания материалов и веществ. -Челябинск: ЧПИ, 1983. с. 3-16.

41. Буденков Г.А., Бойко М.С., Гунтина Т.А., Усов И.А. Возбуждение волн Рэлея источниками типа гармонической сосредоточенной силы, действующей под поверхностью упругого полупространства//Дефектоскопия. -1981.-№ 12,- с. 37-41.

42. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Волны Рэлея, излучаемые моделями источников акустической эмиссии // Дефектоскопия. 1992,- № 4,- с. 9-16.

43. Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. К расчету пьезопреобразователей рэлеев-ских волн // Дефектоскопия. 1992.- № 10,- с. 76-81.

44. Петрашень Г.И. и др. Волны в слоисто-изотропных упругих средах. Л.: Наука Ленингр. отд., 1982. - 289 с.

45. Огурцов К.И. Количественные исследования волновых процессов в упругом полупространстве при различных типах воздействий // Ученые записки ЛГУ. Л.: ЛГУ,- 1956,- № 208,- с. 142-199.

46. Огурцов К.И., Петрашень Г.И. Динамические задачи для упругого полупространства в случае осевой симметрии // Ученые записки ЛГУ. Л.: ЛГУ -1951.- № 149.- с. 5-37.

47. Лепендин Л.Ф. Акустика: Учеб. Пособие для втузов. -М: Высш. шк., 1978.-448 с.

48. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. - 343 с.

49. Гринченко В.Т., Мелешко В.В. Гармонические колебания и волны в упругих телах. Киев: Наук, думка, 1981. - 283 с.

50. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. Пер. с англ. Под ред Л.М. Лямшева. М.: Мир, 1971. 557 с.

51. Римский-Корсаков A.B., Дьяконов H.A. Музыкальные инструменты (Методы исследования и расчета). М.: Росгизместпром, 1952. - 244 с.

52. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10-ти томах. Т. VII. Теория упругости.: Учеб. пособие. -М.: Наука, 1987. -248 с.

53. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.: ИЛ, 1955. - 160 с.

54. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975,- 872 с.

55. Ультразвук: Маленькая энциклопедия./ Под ред. Голяминой И.П. М.: Сов. энциклопедия, 1979. - 400 с.

56. Лэмб Г. Динамическая теория звука. М.: Физматгиз, 1960. - 372 с.

57. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: ГИТТЛ, 1958. - 628 с.

58. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику.: Учеб. пособие./ Под ред. В.А. Красильникова М.: Наука, 1984. - 400 с.

59. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: изд-во АН СССР, 1957. - 502 с.

60. Крауткремер И., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов./ Справочник. М.: Металлургия, 1991. - 752 с.

61. Жарков К.В., Меркулов Л.Г., .Пигулевский Е.Д. Затухание нормальных волн в пластине со свободными границами. // Акустический журнал. 1964,- Т.Х.- вып. 2.- с. 163-166.

62. Меркулов Л.Г. Затухание нормальных волн в пластинах, находящихся в жидкости. // Акустический журнал. 1964,- Т. X.- вып. 2.- с. 206-211.

63. Лямшев Л.М. Отражение звука тонкими пластинками и оболочками в жидкости. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 73 с.

64. Finney W.J. Experimental investigation of Non-secular reflection of sound from submerged Steel plates // Journ. Acoust. Soc. Amer., 20, 582(1948).

65. Викторов И.А. Звуковые поверхностные юл ны в твердых телах. М.: Наука, 1981. - 288 с.

66. Никифоров Л.А., Харитонов А.В. Анализ эффективности приема волн Рэлея и Лэмба клиновыми преобразователями // Дефектоскопия. 1975.- № 2,- с. 100-108.

67. Фурдуев В.В. Теоремы взаимности в механических, акустических и электромеханических четырехполюсниках. М-Л.: Гостехиздат, 1948. - 146 с.

68. Дюдин Б.В. Возбуждение нормальных волн Лэмба методом клиновидных периодических структур // Дефектоскопия. 1973.- № 5.- с. 81-85.

69. Szabo Т., Frost Н., Sethares J. Periodic surface acoustic wave electromagnetic transducers, JEEE Trans. Sonics Ultrasonics, 1977, 24, № 6, p. 393-406.

70. Sethares J., Szabo Т., Frost H. Fields of flat conductor electromagnetic transducers. JEEE Trans. Sonics Ultrasonics, 1977, 24, № 2, p. 88-94.

71. Глухов И.А. и др. ЭМАП для упругих волноводов // Дефектоскопия. 1972.-№4,-с. 38-44.

72. Малинка А.В. и др. ЭМА метод контроля ферромагнитных листов и труб // Дефектоскопия. 1972.- № 4,- с. 44-48.

73. Шульгин В.А. Бесконтактная регистрация изгибных нормальных волн в металлических стержнях. Скрещенные поля // Дефектоскопия. 1983.- № 7,- с. 42-53.

74. Шкарлет Ю.М., Шубаев С.М., Бутенко А.И. ЭМА возбуждение и прием нормальных волн применительно к импульсному методу контроля тонкостенных металлических изделий. в кн. Ультразвуковые методы неразру-шающего контроля. Киев: ОНТИ ИЭС, 1970, с. 78-81.

75. Гребенник B.C., Тайц М.З. Расчет диаграмм направленности призматических искателей // Дефектоскопия. 1981.- № 1.-е. 87-101.

76. Методы акустического контроля металлов./ Н.П. Алешин, В.Е. Белый, А.Х. Во-пилкин и др.: Под ред. Н.П. Алешина. М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.

77. Сумбатян М.А., Дружинина И.Д. К расчету диаграмм направленности призматического преобразователя // Дефектоскопия. 1989,- № 3.- с. 3-7.

78. Ультразвуковые преобразователи. Под ред. Е.Кикучи. Пер. с англ. Под ред. Голяминой. М.: Мир, 1972. 424 с.

79. Вассергисер М.Е., Винниченко А.Н., Дорош А.Г. Расчет и исследование дисковых изгибных пьезопреобразователей на пассивной подложке в режимах приема и излучения // Акустический журнал. 1992,- Т. 38,- с. 1019-1024.

80. Антоняк Ю.Т., Вассергисер М.Е. Расчет характеристик изгибного пьезоэлектрического преобразователя мембранного типа // Акустический журнал. 1982 - Т. 28.- с. 294-299.

81. Патент США 4485322, кл. Н041117/00, 1984.

82. Патент Великобритании 1530347, кл. Н04Я17/10, 1978.

83. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. М.: МГУ, 1960. - 336 с.

84. Скучик Е. Основы акустики. В 2-х т. Т. 1./ Под ред. Л.М. Лямшева. М.: Мир, 1976.-520 с.

85. Скучик Е. Основы акустики. В 2-х т. Т. 2.1 Под ред. Л.М. Лямшева. М.: Мир, 1976.-542 с.

86. Акустика в задачах. Учеб. рук-во. Для вузов. (Бархатов А.Н., Горская Н.В., Горюнов А.А. и др.) Под ред. С.Н. Гурбатова и Руденко О.В. М.: Наука, Физматлит, 1996. - 336 с.

87. Буденков Г.А., Булатова Е.Г., Карбань О.В. Дисперсионные кривые моды а0 в тонких пластинках//Дефектоскопия. 1991,-№ П .- с. 35-38.

88. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 2: Акустические методы контроля. Практ. пособие. / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин, А.И. Потапов; Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1991. - 283 с.

89. Краткий физико-технический справочник под общ. ред. К.П. Яковлева. Т. 2. Общая механика, сопротивление материалов и теория механизмов и машин. М.: Физматгиз, 1960, 412 с.

90. Бражников Н.И., Скрипачев B.C. Акустический контроль фольгопроката бесконтактным ультразвуковым способом // Неразрушающий контроль материалов, изделий и сварных соединений. М.: НИИН, 1974. - с. 109-110.

91. Неразрушающий контроль. В 5-ти кн. Кн. 1: Общие вопросы. Контроль проникающими веществами. Практ. Пособие. (А.К. Гурвич, И.Н. Ермолов, С.Г. Сажин. Под ред. В.В. Сухорукова). М.: Высш. шк., 1992. - 242 с.

92. Контроль качества сварки. Под ред. В.Н. Волченко. Учеб. пособие для ма-шиностр. вузов. М.: Машиностроение, 1975. - 328 с.

93. Дробот Ю.Б. и др. Акустическое контактное течеискание. М.: Машиностроение, 1989. - 120 с.

94. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2-х кн.: Кн. 1. Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. - 488 с.

95. Бударин Л.И. и др. Химические методы испытания изделий на герметичность. Киев: Наукова думка, 1991. - 208 с.

96. Испытания материалов. Справочник. Под ред. X. Блюменауэра. М.: Металлургия, 1979. - 448 с.

97. Байер В., Дарнер Э. Ультразвук в биологии и медицине. Л.: Медгиз, 1958. - 186 с.

98. Применение ультразвука в медицине: Физические основы./ Под ред. Хил-ла. М.: Мир, 1989.- 485 с.

99. Хилл Р. Визуализация изображения в медицине: физический аспект. М.: Мир, 1989, т. 2.- 504 с.

100. Физика визуализации изображений в медицине. / Под ред. С. Уэбба. М.: Мир, 1991. - 546 с.

101. ЮЗ.Улащик B.C., Чиркин A.A. Ультразвуковая терапия. Минск: Беларусь, 1983. - 254 с.

102. Эльпинер И.Е. Ультразвук: физико-химическое и биологическое действие. М.: Мир, 1987. 286 с.

103. Низкочастотный ультразвук в акушерстве и гинекологии. / A.A. Летучих, В.В.Педдер, Е.Б. Рудакова и др. Омск: изд-во ИПК "Омич", 1996. - 140 с.142

104. Кузнецов Е.П., Жижин Ф.С., Пинчук Е.И. Инвазивные вмешательства под контролем ультразвукового сканирования в хирургической клинике. -Ижевск: Удмуртия, 1996. 32 с.

105. Буденков Г.А., Кузнецов Е.П., Малышев B.C., Недзвецкая О.В. Разработка технических средств диапевтики и опыт их применения в здравоохранении Удмуртии. // Медицинская техника. 1995.- № 6,- с. 29-31.

106. Heckemann R., Seidel K.J. The sonographic appearance and contrast enhancement of puncture needles. J. Clin. Ultrasound. - 1983. - Vol. 11. - pp. 256 - 268.

107. Фурдуев B.B. Электроакустика. M.-JT: Гостехиздат, 1948. - 515 с.