MG"18

W wielu przypadkach korzystne jest stosowanie modulacji impulsowej. Polega ona na krótkotrwałym pobudzeniu przetwornika do drgań przedzielonych znacznie dłuższymi przerwami. Na rys. 5.21 przedstawiono przykład modulacji impulsowej. W ośrodku rozchodzą się wtedy tzw. grupy drgań. Prędkość propagacji tych grup nazywa się prędkością grupową c .

W ośrodkach nieograniczonych falowo można przyjąć, że prędkość fazowa c_f i grupowa c są równe

^cf - V

W ośrodkach ograniczonych obie prędkości mogą się znacznie różnić.

Przy znajomości prędkości propagacji fal podłużnych i poprzecznych w danym ośrodku można wyznaczyć jego stałe materiałowe: moduł Younga £ i stałą (współczynnik) Poissona v.

Dla fal podłużnych w ośrodku stałym uogólniony moduł sprężystości jest równy modułowi objętościowemu

Jlf, -    .    (5.34)

¹ (I ■*■»)(! -2v)

Dla fal poprzecznych uogólniony moduł sprężystości M_r przybiera wartość modułu Kirchhoffa

Jf_r = —i—.    <5J5)

2(1 ♦»)

Po podstawieniu zależności (5.34) i (5.35) do wzoru (5.32) otrzymuje się

gdzie:

C_L — fazowa prędkość propagacji fal podłużnych, C_T — fazowa prędkość propagacji fal poprzecznych,

a po odpowiednich przekształceniach

v =

(5.37)

(5.38) 5.3.7. Wyznaczanie modułu sprężystości podłużnej

I współczynnika Poissona w próbkach walcowych

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie modułu Younga £ i współczynnika Poissona v stali i aluminium oraz zapoznanie się z metodyką badań i aparaturą ultradźwiękową.

5.3.7.1. Analiza teoretyczna

Jednym z najprostszych sposobów pomiaru prędkości grupowej propagacji fali jest pomiar opóźnienia impulsu. Opóźnienie impulsu mierzy się zazwyczaj aparaturą elektroniczną ze wskaźnikiem oscyloskopowym. W badany ośrodek wprowadza się za pośrednictwem przetwornika impulsy ultradźwiękowe, przy czym generator impulsów zsynchronizowany jest z generatorem podstawy czasu wskaźnika oscyloskopowego. Na ekranie oscyloskopu obserwowany jest impuls nadany i impulsy odbite od granicy ośrodka (rys. 5.22). Mając skalowaną podstawę czasu można zmierzyć czas t. przejścia impulsu przez ośrodek na drodze 21. Wtedy grupowa prędkość propagacji

(5.39)

Rys. 5.22

191