УДК 620.179.16
ЭСКПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФРАКЦИИ УПРУГИХ ВОЛН
НА МОДЕЛИ ТРЕЩИНЫ
© 2021 г. Н.П. Алешин1,*, Н.В. Крысько1,**, Д.М. Козлов1,***, А.Г. Кусый1,****
1Федеральное государственное автономное учреждение «Научно-учебный центр
«Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э. Баумана»,
Россия 105005 Москва, Бауманская 2-я ул., 5, стр. 1
E-mail: *aleshin@bmstu.ru; **kryskonv@bmstu.ru; ***denvwb5@mail.ru, ****andrei.k.166@mail.ru
Поступила в редакцию 31.10.2020; после доработки 13.11.2020;
Принята к публикации 20.11.2020
Для имитации трещин в стыковых сварных швах использованы пазы с малым раскрытием. Проведено исследо-
вание влияния ориентации ребер пазов на их выявляемость при использовании эхо- и дифракционных методов
ультразвукового контроля. Показано, что процессы, происходящие при рассеянии упругих волн на трещинах, необ-
ходимо моделировать трехмерной задачей. Однако теоретические аналитические и численные исследования в
данной области чаще всего касаются двумерных задач дифракции упругих волн, когда исследуемое ребро мишени
расположено на акустической оси источника и/или приемника ультразвука и ориентировано перпендикулярно пада-
ющему лучу. В статье приведены экспериментальные результаты, иллюстрирующие влияние ориентации острия
(ребра) мишени в трехмерных задачах на принимаемые сигналы как при использовании дифракционных схем типа
TOFD, так и в классическом ультразвуковом контроле эхометодом по схеме «тандем» и с разворотом преобразова-
телей по схеме «дуэт».
Ключевые слова: ультразвуковой контроль, дифракция, контроль качества, дифракционно-временной метод, TOFD.
DOI: 10.31857/S0130308221010024
ВВЕДЕНИЕ
При выборе схем и параметров контроля, как правило, рассматривается соосное располо-
жение мишени (дефекта) и источника/приемника ультразвука. В эхометоде при этом ориенти-
руются на регистрацию максимума амплитуды зеркально-отраженного сигнала, а в дифракци-
онных методах — на максимум амплитуды дифрагированных сигналов или времена их приема
и соотношение между ними. Однако очевидно, что дефект в сварном шве может быть ориен-
тирован не строго вдоль или поперек оси шва. Поэтому следует иметь в виду, что ориентация
дефекта заранее не известна, и он может отклоняться от «идеального» направления, заданного
при расчете параметров контроля. При анализе акустических трактов важно учитывать влия-
ние возможных отклонений мишени от заданной «идеальной» ориентации. Также следует
иметь в виду, что ограниченная длительность импульсов современных дефектоскопов позво-
ляет повысить разрешающую способность ультразвукового контроля. Однако при использова-
нии коротких импульсов различные области одного и того же дефекта, например, его цен-
тральная часть и ребра, могут создавать несколько сигналов, разрешающихся во времени. В
результате один дефект может быть зафиксирован как скопление или цепочка дефектов, либо
может быть допущена ошибка при измерении размеров дефектов. В связи с изложенным,
вопрос о влиянии ориентации плоскостного дефекта на параметры принимаемых сигналов не
менее важен, чем вопрос о влиянии на принимаемые сигналы формы и размера дефекта.
В известных теоретических и экспериментальных работах по изучению рассеяния про-
дольных и поперечных волн различной поляризации на моделях дефектов, имитирующих
трещины, чаще всего рассматриваются случаи соосного расположения преобразователей и
мишени. С учетом возможных отклонений последней от расчетного положения представляет
интерес более подробно исследовать случаи наклонного падения ультразвука на ребра пло-
скостных дефектов, когда угол между направлением падающего луча и ребром не равен 90°.
При этом возникают трехмерные задачи дифракции упругих волн, теоретическое исследова-
ние которых выполнить часто значительно сложнее, чем для двухмерных задач. В настоящей
статье рассмотрены некоторые экспериментальные результаты, полученные при исследовании
трехмерных задач рассеяния продольных и поперечных волн на ребрах плоскостных моделей
дефектов при наклонном падении волн.
16
Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Д.М. Козлов, А.Г. Кусый
ВЫЯВЛЕНИЕ ОСТРИЯ ПЛОСКОСТНОГО ДЕФЕКТА
В качестве примера рассмотрим выявление острия узкого паза при изменении его ориентации
относительно источника И, а также приемника П ультразвуковых волн. Схема выполнения экспе-
римента представлена на рис. 1.
а
б
β
β
И
П
α
α
H
h
S
в
S
И
360°
0°
δ
S
П
Острие
паза
Рис. 1. Схема измерения амплитуд сигналов, рассеянных острием паза: рассеяние на нижнем (а) и верхнем (б) острие;
схема вращения образца с пазом (в).
В данном случае в качестве модели плоскостного отражателя использован паз раскрытием
2a = 0,12—0,14 мм. Образец — сталь со скоростью поперечной и продольной волн, соответствен-
но cL = 3,26 · 103 м/с и cT = 5,85 · 103 м/с. Торец паза имел форму полуцилиндра диаметром D,
равным 0,12—0,14 мм (рис. 2).
При измерениях на частоте 5 МГц это соответствует волновому размеру острия для попереч-
ной волны kT a ≅ 0,7 и для продольной волны kLa ≅ 0,4. Здесь kT и kL — волновые числа этих волн
соответственно. Приведем также параметры образца: толщина Н = 31,8 мм, глубина острия паза
h = 15 мм. Таким образом при выявлении нижнего острия паза оно находилось на расстоянии
15 мм от контактной поверхности образца (см. рис. 1а), а при выявлении верхнего острия — на
расстоянии 16,8 мм от контактной поверхности (рис. 1б). При указанных условиях верхнее и
нижнее острие паза можно рассматривать как имитаторы острия вертикально ориентированных
плоскостных дефектов, расположенных на различных глубинах. Также отметим, что в качестве
источника и приемника ультразвука использовались пьезопластины диаметром 3 мм, так что на
частоте 5 МГц острие паза находилось в дальней зоне как для поперечной, так и для продольной
волн, причем можно считать, что на озвучиваемый участок острия падала плоская волна. Аку-
стический контакт осуществлялся в иммерсионном варианте через слой воды, так что вращение
источника И с приемником П позволяло устанавливать такие углы падения β звука на поверх-
ность образца, чтобы в него вводилась продольная или поперечная волна под необходимым
углом α. При измерениях амплитуды сигналов, рассеянных острием, пара преобразователей
И — П фиксировалась, а образец вращался вокруг вертикальной оси. Угол δ изменялся в диа-
пазоне от 0 до 360° (см. рис. 1в). При этом значение δ = 0 и 180° соответствует случаю, когда
источник и приемник ориентированы как на рис. 1, так что плоскость, образованная падающим
и рассеянным лучами, перпендикулярна острию паза. Соответственно, при δ = 90 и 270° паз
озвучивается вдоль его поверхности. При такой схеме проведения измерений поворот образца на
360° можно рассматривать как состоящий из 4 участков: 0—90°, 180—90°, 90—270°, 360—270°,
в каждом из которых условия рассеяния ультразвука на ребре аналогичны. При этом можно
выполнять усреднение результатов по таким 4-м участкам и рассматривать рассеяние ультра-
звука в диапазоне углов поворота образца от 0° (падение луча перпендикулярно ребру) до -90
(падение луча на ребро вдоль поверхности паза).
Дефектоскопия
№ 1
2021
Эскпериментальное исследование дифракции упругих волн...
17
Рис. 2. Макрошлиф торца паза.
Известны результаты некоторых расчетов и экспериментов, выполнявшихся ранее по анало-
гичной схеме. Например, в работе [1] рассмотрено рассеяния на нижнем ребре паза и указано, что
при углах ввода продольной волны 10, 30 и 60° амплитуда сигнала, дифрагированного на этом
ребре, изменяется в пределах 1 дБ при изменении угла разворота δ в пределах от 0 до 30°, а затем
падает до нуля при δ = 90°. Относительно верхнего ребра лишь указано, что при δ = 90° рассеян-
ный на нем сигнал остается конечным (слабым) по амплитуде. Однако соответствующие экспери-
ментальные данные и значения амплитуд не приведены.
Приведенные результаты качественно соответствуют расчетам для продольной волны, выпол-
ненных с использованием геометрической теории дифракции ультразвука в упругой среде соглас-
но [2]. Однако в некоторых точках результаты экспериментов и расчетов отличаются друг от друга
до 1,5 раз. Также следует отметить, что в данной работе эксперимент проводился на пазе раскры-
тием 0,4 мм глубиной 48,5 мм, но частота и волновой размер раскрытия не указаны, т.е. не выпол-
нена оценка того, насколько торец использованного паза можно рассматривать как острие трещи-
ны. Поэтому, основываясь только на приведенных данных, трудно оценить возможность их
использования при выявлении трещин в изделиях меньших толщин, характерных, например, для
контроля сварных швов трубопроводов.
Отметим, что результаты рассмотренной работы приведены только для продольной волны, и
настоящее время они применяются в технологии TOFD [3]. Однако, учитывая указанные особен-
ности описанных экспериментальных результатов, представляется целесообразным проверить их
на образцах с пазами меньшего раскрытия. Поэтому, описанный выше экспериментальный обра-
зец выбран с раскрытием 0,12—0,14 мм — минимальным, которое удалось выполнить с обеспече-
нием цилиндрической поверхности его торца.
Описанный образец ранее использовался в работе [4] для анализа рассеяния продольной волны
на нижнем острие паза для случая δ = 0°, т.е. когда плоскость падения продольной волны перпен-
дикулярна торцу паза. Измерения проведены на частоте 5 МГц. Показано, что если радиус паза
меньше длины волны, то с уменьшением этого радиуса амплитуда дифрагированного сигнала,
огибающего полуцилиндрический торец, убывает по логарифмическому закону, а при значениях
радиуса паза, превышающих длину волны, амплитуда дифрагированного сигнала убывает с
ростом радиуса линейно. Такое изменение амплитуды можно рассматривать как косвенное под-
тверждение того, что торец паза с размерами kL a ≅ 0,4, kT a ≅ 0,7 действительно можно рассматри-
вать как имитатор острия трещины.
Отметим теперь, что приведенные примеры публикаций относятся к рассеянию на острие пло-
скостного дефекта продольной волны. Однако в эхометоде ультразвукового контроля гораздо чаще
применяются поперечные волны. В работе [5] представлены расчетные и экспериментальные
зависимости амплитуды дифрагированного сигнала от угла наклона трещины для поперечных и
продольных волн, но влияние угла поворота δ на амплитуду дифрагированного сигнала для попе-
речной волны изучено не было. Рассмотрим этот случай подробнее.
Дефектоскопия
№ 1
2021
18
Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Д.М. Козлов, А.Г. Кусый
Как известно, в отличие от рассеяния продольной волны, для поперечной необходимо учиты-
вать ее поляризацию. На рис. 1 плоскость поляризации поперечной волны, вводимой в образец (и
принимаемой из образца), совпадает с плоскостью схем в верхней части рисунка. При δ = 0° такая
поперечная волна вертикально (SV) поляризована относительно боковой поверхности паза. Поэто-
му целесообразно рассмотреть такие углы ввода поперечной волны в металл, когда угол падения
на боковую поверхность паза меньше, равен и больше третьего критического αкр3. В первом случае
вдоль поверхности паза возбуждается продольная волна по типу боковой, а в третьем — только
поперечная и, возможно, релеевская [6—8]. В нашем образце αкр3 ≅ 33°. Поэтому, далее рассмо-
трим ввод поперечной волны в образец под углами 65, 57 и 45°, так что падение такой поперечной
волны на вертикальную грань паза при δ = 0° происходит под углами 25, 33 и 45°. Выбор именно
этих углов будет дополнительно обоснован ниже. Для удобства сравнения результатов эти же углы
были выбраны и для ввода продольной волны.
Перейдем теперь к описанию полученных результатов. Вначале в качестве примера рассмо-
трим рассеяние продольной волны: в этом случае — сигналы, дифрагированные на нижнем ребре
(см. рис. 1а) и на верхнем ребре (см. рис. 1б).
Отметим, что в условиях данного эксперимента при выполнении сканирования практически
невозможно точно установить взаимную ориентацию источника и приемника так, чтобы их диа-
граммы направленности пересекались строго над ребром паза. Также диаграммы направленности
Источника и Приемника могут несколько отличаться. Поэтому при вращении образца возможны
небольшие, в пределах одного-полутора миллиметров, смещения оси вращения образца относи-
тельно оси системы И—П. При этом необходимо отметить, что такие смещения на 1—1,5 мм —
естественные смещения оси сварного шва или плоскостных дефектов в объеме сварного шва при
контроле реальных сварных соединений, т.е. с аналогичными случайными изменениями амплитуд
принимаемых сигналов оператор постоянно встречается при практическом контроле. Поэтому
вопрос об усреднении результатов измерений отмечен выше. Однако, даже с учетом усреднения по
четырем аналогичным участкам при вращении образца на 360°, погрешность каждого конкретного
измерения амплитуды следует ожидать в пределах до 2 дБ относительно некоторого идеально
соосного расположения элементов экспериментальной установки. Это проявляется в том, что
полученные в эксперименте точки не ложатся строго на гладкую кривую.
Результаты измерений при углах ввода продольной волны α = 45, 57 и 65°, с учетом усреднения
по 20 точкам для каждого угла ввода, показан на рис. 3.
а
б
8,0
8,0
7,0
7,0
45°
57° 65°
6,0
6,0
5,0
5,0
4,0
4,0
3,0
3,0
2,0
2,0
1,0
45° 57°
65°
1,0
0,0
0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Угол поворота, °
Угол поворота, °
Рис. 3. Рассеяние продольной волны на верхнем (а) и нижнем (б) ребрах паза.
Эти результаты в целом аналогичны приведенным в [1], но дополняют их. С одной сторо-
ны, рис. 3 детализирует ранее опубликованные результаты для углов, которые в той работе не
рассмотрены. С другой стороны, диапазон углов δ, при которых не наблюдается сколько-
нибудь заметное (за пределами погрешности) изменение амплитуд принимаемых сигналов,
составляет не менее 45 против 30° в [1]. Также результаты [1] дополнены данными по рассея-
нию на нижнем ребре, причем некоторый рост амплитуды сигнала, рассеянного на нижнем
ребре паза в районе углов поворота δ = 90° можно отнести, по-видимому, к влиянию протяжен-
ной боковой поверхности паза, вдоль которой в этих случаях волна распространяется перед
попаданием на ребро.
Дефектоскопия
№ 1
2021
Эскпериментальное исследование дифракции упругих волн...
19
а
1
2
б
2
Рис. 4. Характерные А-сканы для рассеяния продольной волны на верхнем (а) и нижнем (б) ребрах паза:
а — головная волна 16,22 мкс (1), L-L 18,84 мкс (2); б — L-L 18,36 мкс (2).
Рассмотренные сигналы приходят на приемник первыми (от паза), и их идентификация не
составляет труда. Соответствующие характерные А-сканы (осциллограммы) сигналов приведены
на рис. 4. При озвучивании верхнего острия (рис. 4а) первой приходит головная волна, затем реги-
стрируется дифрагированный сигнал продольной волны L-L от острия. При озвучивании нижнего
острия (рис. 4б) регистрируется только дифрагированный сигнал продольной волны L-L от острия.
Рассмотрим теперь результаты аналогичных измерений амплитуд сигналов, возбуждаемых
поперечной волной при рассеянии на нижнем и верхнем ребре паза. В этом случае следует более
тщательно подходить к селектированию сигналов, особенно — к сигналам от верхнего ребра паза,
поскольку они могут экранироваться другими импульсами, например, сигналами, создаваемыми
релеевской волной, скользящей по поверхности образца. Характерные А-сканы для данного слу-
чая приведены на рис. 5. При озвучивании верхнего острия (рис. 5а) первой приходит головная
волна, после нее регистрируется релеевская волна, затем приходит дифрагированный сигнал
поперечной волны T-T от острия. При озвучивании нижнего острия (рис. 5б) регистрируется толь-
ко дифрагированный сигнал поперечной волны T-T от острия.
а
3
2
1
б
3
Рис. 5. Характерные А-сканы для рассеяния поперечной волны на верхнем (а) и нижнем (б) ребрах паза:
а — головная волна 16,8 мкс (1), релеевская волна 21,5 мкс (2), Т-Т 24,9 мкс (3); б — Т-Т 25,04 мкс (3).
Амплитуды принятых сигналов в зависимости от ориентации острия паза приведены на рис. 6.
Как и для продольной волны, при рассеянии на нижнем ребре наблюдается общее снижение
амплитуды при увеличении угла δ (рис. 6а) и некоторое увеличение амплитуды при рассеянии на
верхнем ребре (рис. 6б).
Однако теперь имеются особенности, связанные с тем, что при увеличении угла δ от 0 до 90°
плоскость поляризации вводимой в металл волны наклоняется относительно боковой поверхности
паза, т.е. в ней появляется компонента, горизонтально поляризованная (SH) относительно этой
поверхности. При некоторых ориентациях источника и приемника относительно ребра паза
наблюдается немонотонное изменение амплитуды сигнала, дифрагированного на нижнем ребре.
Рассмотрим этот вопрос подробнее в следующем разделе.
Дефектоскопия
№ 1
2021
20
Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Д.М. Козлов, А.Г. Кусый
а
50,0
45,0
45°
57°
65°
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
00
5
10
15
20 25 30
35 40
45 50
55 60 65
70 75
80 85 90
Угол поворота, °
б
9,0
8,0
45°
65°
57°
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
0
5
10
15
20 25 30
35 40
45 50
55 60
65
70 75
80 85
90
Угол поворота, °
Рис. 6. Рассеяние поперечной волны на верхнем (а) и нижнем (б) ребрах паза.
ТРЕХМЕРНЫЕ ЗАДАЧИ РАССЕЯНИЯ УПРУГИХ ВОЛН НА ПЛОСКОСТНЫХ ДЕФЕКТАХ
Рассмотрим представленную на рис. 7 общую схему ультразвукового контроля сварного сты-
кового шва с использованием различных методов прозвучивания.
Если источник И и приемник П совмещены в положении ИП1, то реализуется контроль совме-
щенным наклонным преобразователем эхометодом. В раздельной схеме И-П2 контроль ведется
двумя наклонными преобразователями эхометодом по схеме «дуэт» (при Δ ≠ 0) или «тандем» (при
Δ = 0), а в варианте И-П3 — двумя наклонными преобразователями эхометодом или дифракцион-
но-временным методом TOFD. Пусть используются пьезопреобразователи, излучающие в металл
(и принимающие из металла) поперечные волны с углом ввода α. Плоскости поляризации преоб-
разователей И (ИП1) и П3 обозначены АОЕ, а плоскость поляризации приемника П2 — ОВС.
Если, например, плоскостной дефект (трещина) ориентирован вдоль оси сварного шва, то в схеме
«дуэт» плоскость падения на этот дефект, обозначенная АОВ, очевидно, не совпадает с плоскостя-
ми поляризации источника И, а также приемника П2. Если при этом ребро трещины ориентирова-
но вдоль отрезка О-О3, то падающая от источника И волна попадает на это ребро под углом,
отличным от 90°, т.е. возникает трехмерная задача рассеяния такой волны. Именно к такому обще-
му случаю относится наблюдение дифрагированных сигналов, рассмотренных выше. Если ребро
паза (продольной трещины) ориентировано вдоль оси шва, то рассеяние в плоскости АОЕ соот-
ветствует схеме проведения эксперимента на рис. 1. Если же ребро паза ориентировано перпенди-
кулярно оси шва (поперечная трещина), то схеме эксперимента на рис. 1 соответствует рассеяние
в плоскости АОВ.
Дефектоскопия
№ 1
2021
Эскпериментальное исследование дифракции упругих волн...
21
И(ИП1)
А
δ
Δ
Δ
П3
E
О3
θ/2
α
θ/2
О
П2
С
α
В
Рис. 7. Общая схема эхо- и дифракционных методов ультразвукового контроля сварных швов. Штрихпунктирными лини-
ями обозначена осевая плоскость стыкового сварного шва, пунктиром — перпендикулярная к ней плоскость.
Традиционно в схеме TOFD с расположением преобразователей И-П3 и использованием про-
дольных волн предполагается, что Δ = 0°. Из рис. 3 видно, что в широком диапазоне отклонений
угла Δ от нуля соотношение амплитуд сигналов, рассеянных верхним и нижним острием, от значе-
ния при Δ = 0, изменяется незначительно.
В отличие от этого, при рассеянии поперечной волны из рис. 6 видно, что при регистрации
дифрагированных сигналов, создаваемых при рассеянии поперечной волны по схеме TOFD, сиг-
нал, рассеиваемым нижним ребром паза, может возрастать при разворотах δ в окрестности 30°.
Это связано с тем, что в падающей на ребро поперечной волне возрастает SH-компонента, соот-
ветственно, меньше происходит трансформация поперечной волны в другие типы объемных волн
и в релеевскую волну.
Аналогично, если источник и приемник находятся в положении И-П2, взаимная ориентация
плоскостей поляризации волн и плоскости падения на дефект, ориентированный вдоль оси шва, не
совпадают. Угол ξ между этими плоскостями можно найти, рассматривая ориентацию плоскости
АОВ относительно дефекта, ориентированного вдоль оси сварного шва. Согласно
[9, 10], этот
cos∆ccosα
θ
угол определяется из соотношения
cosξ=
, причем cos
=
cos∆sinα . В схеме
2
1-(cos∆sinα)
2
«тандем» Δ = 0° поперечная волна поляризована в плоскости рис. 1а, б, и падение поперечной
θ
волны происходит перпендикулярно ребру мишени, при этом
= α. При увеличении угла Δ (схема
2
«дуэт») направление плоскости поляризации смещается относительно перпендикуляра к ребру
мишени и при стремлении угла Δ к 90° углы ξ и
θ также стремятся к 90°. Если угол ввода ультра-
2
звука в металл достаточно мал, например, α = 45°, то при любых Δ угол падения на боковую
поверхность паза превышает третий критический, и обе компоненты в падающей поперечной
волне SV и SH (относительно поверхности паза) рассеиваются на ребре без трансформации в про-
дольную волну, и, как и в случае рис. 3а, амплитуда принимаемого сигнала монотонно падает с
ростом угла Δ. В случае, когда падение поперечной волны на вертикальную поверхность паза про-
исходит под третьим критическим углом (т.е. для α = 57°) или под меньшими углами (например,
при α = 65°), на вертикальной поверхности паза происходит трансформация поперечной волны в
продольную, в результате часть ее энергии теряется. Поэтому по мере увеличения угла Δ и соот-
ветственно увеличения SH (относительно паза) компоненты падающей волны амплитуда дифраги-
рованного поперечного сигнала растет. Она достигает максимума при Δ вблизи 20—30°, после чего
угол падения на вертикальную поверхность паза, превышающий 3-й критический, трансформация
в продольную волну прекращается, при дальнейшем увеличении Δ амплитуда дифрагированной на
ребре поперечной волны монотонно падает аналогично тому, как было на рис. 3б для продольной
волны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Приведены результаты экспериментального исследования дифракции продольной и попереч-
ной волны на ребрах узкого паза, раскрытие которого выбрано таким образом, чтобы его можно
Дефектоскопия
№ 1
2021
22
Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Д.М. Козлов, А.Г. Кусый
было рассматривать как имитатор верхнего и нижнего ребра трещины в сварном шве. Исследова-
ние проведено при вращении паза относительно источника и приемника на 360о, так что такой паз
в зависимости от его ориентации можно рассматривать как модель продольной или поперечной
протяженной трещины в сварном шве.
Для случая рассеяния продольной волны приведенные результаты расширяют ранее опублико-
ванные данные для более широкого диапазона углов ввода. При этом показано, что для паза, ими-
тирующего продольную трещину сварного шва, при использовании схемы TOFD изменение ори-
ентации его ребер относительно излучателя и приемника ультразвука в диапазоне до ±45°, практи-
чески не сказывается на соотношении амплитуд сигналов, дифрагированных на верхнем и нижнем
ребрах паза.
Для случая рассеяния поперечной волны показано, что при углах ввода ультразвука, превы-
шающих 57°, при отклонениях ориентации ребра паза от перпендикуляра к плоскости падения
поперечной волны на вертикальную поверхность паза, следует ожидать рост (до 1,5 раз) амплиту-
ды сигнала, дифрагированного на нижнем ребре паза. Это связано с перераспределением SV и SH
(относительно вертикальной поверхности паза) компонент в поперечной волне, падающей на
ребро паза.
Авторский коллектив выражает благодарность к.т.н. Л.Ю. Могильнеру за содействие при
постановке экспериментов.
Работа выполнена в рамках государственного задания № 075-0148-20-00 от 20.12.2019.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Charlesworth J.P., Temple J.A.G. Engineering Application of Ultrasonic Time-Of-Flight Diffraction.
Research Studies Press, Baldock, Hertfordshire, England. 2001. 255 p.
2. Achenbach J.D., Gautesen A.K., McMacken H., Norris A.N. Ray Methods for Waves in Elastic Solids.
Pitman, London, 1982.
3. Ginzel Ed. Ultrasonic Time of Flight Diffraction. Waterloo, Ontario, Canada: Eclipse Scientific, 2013.
249 p.
4. Алешин Н.П., Григорьев М.В., Крысько Н.В. Влияние конфигурации вершины источника дифрак-
ции на амплитуду дифрагированного сигнала // Сварка и диагностика. 2019. № 6. С. 17—19.
5. Григорьев М.В., Гурвич А.К., Гребенников В.В., Семерханов С.В. Ультразвуковой способ опреде-
ления размеров трещин // Дефектоскопия. 1979. № 6. С. 50—56.
6. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 412 с.
7. Алешин Н.П. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений. М.:
Машиностроение, 2013. 574 с.
8. Bazulin E.G., Konovalov D.A., Sadykov M.S. Finite-Difference Time Domain Method. Calculating Echo
Signals in Homogeneous Isotropic Materials // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2018. V. 54. No. 7.
P. 469—478. [Базулин Е.Г., Коновалов Д.А., Садыков М.С. Метод конечных разностей во временной
области. Расчет эхосигналов в однородных изотропных материалах // Дефектоскопия. 2018. № 7.
С. 9—18.]
Дефектоскопия
№ 1
2021
