波的類型及波速測量

一.超聲波的類型

根據(jù)波動傳播時介質(zhì)質(zhì)點的振動方向相對于波的傳播方向的不同，可將波動分為縱波、橫波、表面波和板波等。

1. 縱波L

介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向互相平行的波，稱為縱波，用L表示。

當介質(zhì)質(zhì)點受到交變拉壓應(yīng)力作用時，質(zhì)點之間產(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。縱波一般應(yīng)用于鋼板、鍛件探傷。

2. 橫波S(T)

介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱為橫波，用S或T表示。

當介質(zhì)質(zhì)點受到交變的剪切應(yīng)力作用時，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

當介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟ǎQ為表面波，常用R表示。又稱瑞利波。

表面波在介質(zhì)表面?zhèn)鞑r，介質(zhì)表面質(zhì)點作橢圓運動，橢圓長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向;橢圓運動可視為縱向振動與橫向振動的合成，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，當傳播深度超過兩倍波長時，質(zhì)點的振幅就已經(jīng)很小了，因此，一般認為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長深度內(nèi)的缺陷。表面波一般應(yīng)用于鋼管探傷。

4. 板波

在板厚與波長相當?shù)谋“逯袀鞑サ牟?，稱為板波。根據(jù)質(zhì)點的振動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。