ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение нелинейных модулей упругости из "Неразрушающий контроль Т3" В акустике следует различать геометрическую, физическую и структурную нелинейности. Первая связана с присутствием нелинейных членов в уравнении движения, вторая - с нелинейностью сил межмолекулярного взаимодействия, которая приводит к нелинейной связи между механическими напряжениями и деформациями в твердых телах. Для неразрушающего контроля наиболее важна третья структурная нелинейность. Она проявляется в материалах с дефектами и определяется надмолекулярной структурой материалов (дислокациями, остаточными внутренними напряжениями, микротрещинами и т.д.). [c.125] Нелинейные упругие свойства оказываются более чувствительными к дефектной структуре материала, чем линейные. Структурная нелинейность может на два -четыре порядка превышать геометрическую и физическую нелинейности. [c.125] Из всех структурных нелинейностей наиболее полно исследованы нелинейные свойства жидкостей с пузырьками газа. Известно, что нелинейный параметр воды , содержащей малую объемную концентрацию воздушных пузырьков, достигает значений, близких к 5000, в то время как для дегазированной воды е 3,5. [c.125] Высокая нелинейность газожидкостных и резиноподобных сред связана главным образом с их большой сжимаемостью. Важно рассмотреть обычные твердые тела (металлы, кристаллические среды, строительные материалы) и понять, как влияет наличие трещин, полостей и других надмолекулярных дефектов на их нелинейные модули. [c.125] Прочность твердых тел зависит от нарушений их сплошности трещин, мик-ропор, скоплений дислокаций и других зародышей процесса разрушения. При небольших концентрациях зародышей, малых по сравнению с длиной волны, линейные акустические характеристики (затухание и скорость звука) обычно малочувствительны к дефектам структуры. Напротив, нелинейность структурно-неоднородных материалов может намного (на два-три порядка) превышать их обычную молекулярную нелинейность. [c.125] Очевидно, что с ростом концентрации структурных неоднородностей должно наблюдаться не только возрастание нелинейности, но и снижение прочности материала. Акустические измерения нелинейных модулей дали возможность оценить пределы прочности, которые совпадали с результатами независимых статических испытаний. [c.126] Нужно заметить, что акустические методы позволяют уверенно регистрировать нелинейность при малых амплитудах деформации порядка 10 мм (см. разд. 7.4). Кроме того, прочность определяется одновременно параметрами квадратичной и кубичной нелинейностей, которые в акустике могут измеряться независимо. Например, параметр квадратичной нелинейности может быть измерен по амплитуде второй гармоники, а кубичной -по амплитуде третьей гармоники или эффектам самовоздействия. [c.126] Нелинейность зависит от усталостных повреждений металла. При малом числе циклов величина 8 уменьшается, что было связано с линеаризацией металла, обусловленной дислокационным механизмом. Однако с ростом числа циклов происходит увеличение е из-за прогрессирующего рождения дефектов и преобладания структурной нелинейности. [c.126] В [426, докл. 4.29] предлагается определять в материалах микротрещины от коррозии под напряжением по возникновению комбинационных частот. Эти частоты кратны частотам циклической нагрузки, которой подвергали образць . Установлено также уменьшение акустического импеданса материала под влиянием микротрещин. [c.126] Вернуться к основной статье