Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бреховских Л.М. -> "Акустика слоистых сред" -> 46

Акустика слоистых сред - Бреховских Л.М.

Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред — М.: Наука, 1989. — 416 c.
ISBN 5-02-014155-0
Скачать (прямая ссылка): akustikasloistihsred1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 195 >> Следующая

линией показано значение коэффициента отражения, рассчитанное по формуле,
аналогичной (4.92), точки соответствуют экспериментальной кривой. На
рисунке четко проявляются эффекты интерференции волн, отраженных на
отдельных границах. Они ответственны, в частности, за повторяющиеся после
f = 126 кГц через каждые А/ = = 84 кГц резкие минимумы | V |. В целом
между теоретической и экспериментальной кривыми имеется хорошее
соответствие.
Существующие расхождения могут быть обусловлены искривленностью границ
конструкции, сложностью точного моделирования в эксперименте падения
плоской волны и т.д. Однако основную роль, по-видимому, играет
погрешность в задании параметров сред, к значениям которых коэффициенты
отражения и прозрачности весьма чувствительны. Иллюстрацией служит рис.
4.7, взятый из работы [298], на котором представлена зависимость
коэффициента прозрачности W пластинки из плексигласа (сI = 2650 м/с, d =
0,325 см, р = 1,19 г/см3), помещенной в воду, от угла скольжения х = 7г/2
- в волны с частотой / = 193 кГц (здесь в - угол падения плоской волны).
Треугольниками показана кривая, полученная экспериментально. Три
остальные кривые найдены теоретически
Рис. 4.6. Частотная зависимость модуля коэффициента отражения звуковой
волны от трехслойной конструкции при нормальном падении: 1 -
теоретическая кривая, 2 - эксперимент. Параметры конструкции приведены в
тексте
106
• •
-JO I_____i______t-- ¦ i______i______i____i-
30 50 70 Xzpag 90
Puc. 4.7. Зависимость коэффициента прозрачности от угла скольжения
звуковой волны для пластинки из плексигласа в воде: 1 - экспериментальная
кривая; 2-4 -расчетные результаты, полученные при различных значениях
скорости сдвиговой волны
при помощи соотношения, аналогичного (4.93), для трех значений скорости
сдвиговых волн: ct = 1100 м/с (точки), ct = 1250 м/с (штриховая), ct =
1160 м/с (сплошная линия). Видно, что изменение ct всего лишь на 7%
сильно меняет всю кривую | tV(x)l, хотя качественно она и сохраняет свой
вид. При некоторых значениях х модуль коэффициента прозрачности при
изменении ct изменяется исключительно сильно (на 10 дБ и более). Это
позволяет использовать сравнение теоретических и экспериментальных
зависимостей коэффициентов отражения и прозрачности для определения
упругих параметров вещества пластины, в том числе и таких, прямое
измерение которых затруднено (коэффициенты поглощения продольных и
поперечных волн, скорость сдвиговых волн) [298].
4.4. Поверхностные и ''вытекающие" волны на границе. Поверхностными
называют волны, амплитуда которых быстро спадает при удалении точки
наблюдения- от некоторой поверхности (в слоистой среде - горизонтальной
плоскости). Поверхностные волны представляют большой интерес в сейсмике,
поскольку их амплитуда убывает с удалением от источника (из-за
геометрического расхождения) значительно медленнее, чем у обычных,
объемных, волн. Не менее важны поверхностные волны в акусто-электронике,
где используются возможности влияния на поверхностную волну в твердом
теле на всей трассе ее распространения, а также факт замедленности
поверхностных волн по сравнению с объемными. Поверхностные волны, кроме
того, широко используются в технике для неразрушающего контроля
поверхности и поверхностного слоя образца. Подробно ознакомиться с
техническими приложениями поверхностных волн можно по работам [69, 70,
76, 217, 486].
107
В настоящем пункте мы рассмотрим поверхностные волны с плоским фронтом.
Простейшая поверхностная звуковая волна может существовать в однородном
жидком полупространстве z > 0 при определенных свойствах его границы z =
0. Акустическое давление в этой волне записывается как
При удалении от границы звуковое давление в поверхностной волне
экспоненциально убывает, и ее можно отнести к классу неоднородных плоских
волн, рассмотренных в п. 2.1.Фаза волны распространяется вдоль границы со
скоростью
этой причине поверхностные волны часто называют также замедленными
волнами.
Поверхностная волна (4.95) может существовать далеко не во всех случаях.
Она, например, не существует, если граница z = 0 является неподатливой
стенкой. Действительно, импеданс волны (4.95) при z = 0 равен
Импеданс же неподатливой стенки равен бесконечности.
Обозначим импеданс границы через Z ,. Для выполнения граничных условий,
согласно (4.97), необходимо, чтобы Z, - icopja. Физически граница с таким
импедансом может быть осуществлена различными путями. В частности, как
видно из (2.40), рассмотренная в п. 2.3 гребенчатая структура обладает
таким импедансом при условии tg kh > 0. Подставляя (2.40) в (4.97), мы
находим основную характеристику поверхностной волны в случае гребенчатой
структуры:
Разнообразные поверхностные волны могут существовать вблизи границ
упругих тел. Поверхностные волны вблизи свободной границы твердого тела
были впервые описаны Рэлеем [485] и носят его имя. Волны Рэлея постоянно
наблюдаются в сейсмологии. Рассмотрим их основные свойства. Из
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 195 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed