聲彈性法

聲彈性法是實驗應力分析方法的一種,它是利用超聲剪下波的雙折射效應測量應力的方法。1940年,發現膠質溶液中的聲學雙折射現象。

聲彈性法

正文

實驗應力分析方法的一種,它是利用超聲剪下波的雙折射效應測量應力的方法。超音波在有應力的介質中傳播時,其剪下波沿兩個主應力方向發生偏振,這兩種偏振波以不同的速度傳播。實驗結果和理論分析得到的應力-聲學定律是,沿主應力方向的兩個超聲剪下波的速度差和兩個主應力之差成正比。這個比例係數稱為聲彈性係數,它和材料的彈性常數有關。這種現象和透明材料的光彈性效應相似,可以用來進行應力測量。聲彈性方法的主要優點是可以測量非透明材料中的應力,特別是金屬內部的應力。
1940年,發現膠質溶液中的聲學雙折射現象。50年代初,又發現各向同性的材料有應力時呈現聲學的各向異性。傳播能力較強的超音波通過材料會發生超聲剪下波的雙折射效應。這兩個超聲剪下波的相位差非常微小,無法象光彈性那樣採用干涉方法進行分析。因此,通常採用示波器記錄的方法:用鈦酸鋇陶瓷晶片將超聲剪下波傳給試件,通過透射或反射的方式,接收反映試件應力狀態的兩個偏振的超音波信號,然後將信號放大並進行測量。如採用超聲脈衝回波技術和功率譜分析等方法,可以提高測量精度。
聲彈性應力測量技術已進入實驗研究階段。已測出鋼、鋁等材料的聲彈性係數以及晶粒大小帶來的影響。由於應力分離技術尚未解決,故尚未用於複雜構件的應力分析。

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