Физические основы акустического контроля намагниченных и анизотропных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.11, доктор технических наук Смородинский, Яков Гаврилович

• Смородинский, Яков Гаврилович
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Смородинский, Яков Гаврилович

Введение

1. Теория упругих волн в твердых телах применительно к 26 акустическому неразрушающему контролю

1.1. Упругие волны в анизотропной среде

1.1.1. Постановка задачи Кристоффеля

1.1.2. Волны в кубическом кристалле

1.1.3. Модули упругости кристалла аустенитной стали

1.1.4. Волны в трансверсально-изотропной среде

1.1.5. Волны малой амплитуды в вязкоупругой среде

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физические основы акустического контроля намагниченных и анизотропных сред»

Ультразвуковая дефектоскопия является одним из основных методов контроля дефектов типа нарушения сплошности в изделиях, заготовках, сварных швах. Она предоставляет возможность выявления внутренних дефектов самых различных размеров, по-разному расположенных в изделиях. Этот вид неразрушающего контроля можно применять к различным материалам, выявлять дефекты различного происхождения. Ультразвуковые методы дают возможность не только определить наличие и местоположение дефекта, но и оценить многие его характеристики. Кроме того, ультразвуковые методы с успехом применяются для оценки структуры материалов.

Идея применения ультразвуковых волн для контроля качества материалов принадлежит профессору В.Я.Соколову. Им были осуществлены эксперименты, доказавшие возможность нахождения дефектов с помощью упругих волн, а также разработаны методы ультразвуковой дефектоскопии, не утратившие своего значения до настоящего времени. Дальнейшее развитие ультразвуковая дефектоскопия получила в трудах Г. и Й. Крауткремеров [1], Д.С.Шрайбера [2]. Современное состояние ультразвуковых методов контроля базируется на работах И.Н.Ермолова, А.К.Гурвича, Н.П.Алешина, В.Г.Щербинского [3 - 7].

В ультразвуковой дефектоскопии заключение о характеристиках дефектов делается по косвенным признакам. В результате взаимодействия с дефектом появляются дополнительные отражения волн, изменяется амплитуда, фаза волны и многие другие параметры. Поэтому нахождение связи между характеристиками дефекта и параметрами волны имеет первостепенное значение. Для упругоизотропных и однородных материалов многие важные вопросы дефектоскопии решены, и результаты теории изложены в монографиях (например [5, 8 -11]).

Известен ряд факторов, осложняющих ультразвуковой контроль. К таким факторам относятся, в частности, анизотропия или текстура уиругих свойств, пространственная неоднородность, выраженная внутренняя структура. Такие материалы отличаются высоким уровнем структурных помех и большим затуханием ультразвуковых волн. Помимо того, упругая анизотропия материала сварного шва приводит к особенностям распространения волн, вызывающим затруднения в процессе контроля. Существуют методы, позволяющие повысить надежность ультразвукового контроля сварных соединений, их обзор приведен в [12]. Среди этих методов можно отметить следующие: учет аналитической зависимости между амплитудами полезных сигналов и структурных помех, оптимальный выбор частоты контроля, подбор типа преобразователей. Эти, а также другие известные способы повышения надежности контроля, могут быть достаточно эффективны и позволяют решить ряд задач неразрушающего контроля изделий со сварными швами. Тем не менее, существующие жесткие требования к эксплуатационной надежности изделий указывают на необходимость разработки методов контроля, использующих ранее не учитывавшиеся закономерности распространения упругих волн.

Развитие методов акустического неразрушающего контроля требует детального рассмотрения процессов распространения отражения и преломления упругих волн в анизотропных и неоднородных средах. Практически важное значение имеют задачи определения фазовых скоростей волн, расчета направления потока энергии, структуры акустического поля. Повышение надежности и достоверности ультразвукового (УЗ) контроля, развитие новых методик должно опираться на глубокое понимание физических процессов, происходящих в анизотропных, текстурованных и неоднородных средах. К настоящему времени теория упругих волн в таких средах детально разработана [13 - 15]. Однако эта теория сложна; она должна быть переработана с учетом дальнейшего применения результатов в УЗ контроле. Использование специфики распространения упругих волн в намагниченных средах имеет перспективы для построения методик неразрушающего контроля структурного состояния. В то же время расчет волновых процессов в таких средах весьма сложен.

Таким образом, задача настоящего исследования может быть сформулирована следующим образом. Будет построена последовательная теория упругих волн в анизотропных, неоднородных и намагниченных средах. Будет рассмотрено распространение волн, их преломление и отражение. На базе теории и основываясь на свойствах технических материалов будут сффшулированы физические модели, для которых в работе получены точные или приближенные решения, вплоть до инженерных формул и численных расчетов. Основное внимание будет уделено сталям аустенитного класса. На основе рассмотрения собственных упругих мод в трансверсально-изотропном гиротропном материале сформулированы принципы и основные уравнения для вычисления коэффициентов отражения и прохождения ультразвука на границе раздела. Дан анализ изменения поляризации и скоростей собственных волн в кристалле с учетом пространственной дисперсии. Детально рассмотрены процессы отражения и преломления в магнитнополяризованных средах. Сформулированы методы решения задач теории упругости для пространственно неоднородного анизотропного слоя.

В настоящее время ряд деталей и конструкций ответственного назначения изготовляется из нержавеющих сталей аустенитного класса. Процесс УЗ контроля изделий из этих сталей и аустенитных сварных швов, как известно, осложняется целым рядом обстоятельств [5,12]. Среди них - грубозернистая столбчатая структура кристаллитов, неоднородность и анизотропия (текстура) упругих свойств, причем направление оси текстуры искривлено в материале сварного шва. Точное решение уравнений теории упругости и определение таким образом полей УЗ волн представляется невозможным, поэтому моделирование наиболее важных упругих свойств среды является реалистичным способом описания упругих волн в аустенитных материалах. Наиболее распространенной моделью, принятой для описания УЗ волн в аустенитных нержавеющих сталях, является модель трансверсально — изотропной среды. В применении к аустенитной стали эта модель в современном виде предложена в [16]. Модель трансверсально - изотропной (ТИ) среды учитывает столбчатую структуру кристаллитов аустенита, благодаря которой в магериале существует выделенная ось, совпадающая с осью роста кристаллитов. В плоскости, перпендикулярной оси роста, упругие свойства изотропны или близки к изотропным. В отечественной литературе такая среда называется также поперечно - изотропной [13].

Модель ТИ среды применительно к аустенитной стали использована в многочисленных работах - для модельных объектов из ТИ аустенита, моделей сварного шва [17,18], в том числе содержащих дефекты [19 - 21]. На основании экспериментального и модельного изучения сделаны практические рекомендации для УЗ контроля по выбору поляризации, угла ввода и частоты ультразвуковых волн [12,17,22].

Грубозернистая структура аустенита сварного шва приводит к повышенному рассеянию упругих волн и повышенному уровню структурных помех, осложняющих УЗ контроль. Наличие упругой анизотропии вызывает отклонение направления потока энергии от вектора фазовой скорости, а искривление оси ТИ структуры в сварном шве вызывает сильную рефракцию и искажение профиля пучка. Помимо отмеченных обстоятельств, уже исследованных в цитированной литературе, материал аустенитного сварного шва неоднороден. Масштабы неоднородности могут изменяться в широких пределах - от медленного в зоне термического влияния до весьма быстрого перехода от трансверсально-изотропного аустенита шва до изотропного металла свариваемой детали.

Материал аустенитного сварного шва имеет зернистую столбчатую структуру. Ее особенности зависят от способа разделки кромок свариваемых объектов и технологии сварки. В целом, зародившиеся при остывании зерна твердой фазы металла растут в направлении градиента температуры. Установлено, что преимущественная ось быстрого роста совпадает с кристаллографической осью типа <100> [12,23,24]. Для V-образной разделки кромок зерна, возникая на свариваемых деталях, растут вначале по направлению нормали к поверхности детали. Затем направление вектора градиента температуры изменяется, соответственно и оси кристаллитов плавно поворачиваются к направлению нормали к плоскостям свариваемых деталей. Таким образом, оси роста кристаллитов локально параллельны друг другу, они соответствуют оси [100] кубического кристалла аустенита. В плоскости, перпендикулярной оси роста, оси кристаллитов ориентированы произвольно. Если длина волны ультразвука больше типичного поперечного размера кристаллита и в сечение пучка попадают одновременно много кристаллитов, то анизотропия упругих свойств в плоскости, перпендикулярной оси роста, сглаживается. Это дает основания для введения модельной ТИ среды. Возможность применения этой модели для описания упругих волн в аустенитной нержавеющей стали тщательно анализировалась [5,22,25,26]. Обзор работ, выполненных до 1981 г., содержится в [27]. После важных работ [12,16,17] появились новые существенные результаты по развитию ТИ модели. Их краткий обзор приведен ниже.

Основываясь на работах [17,28,29], напомним основные положения ТИ модели для аустенитной нержавеющей стали и ограничения ее применения. Модель заменяет реальную среду, состоящую из совокупности кристаллитов, на однородную модельную. Тензор модулей упругости этой модельной среды получается усреднением компонент тензора кристалла аустенита в плоскости, перпендикулярной выделенной оси (оси роста). Исходный тензор модулей упругости кубического кристалла аустенитной стали имеет три независимые компоненты с,0,, с°2 и с^. Для получения тензора модулей упругости кристалла, повернутого на некоторый угол относительно выбранной системы координат, ось z которой совпадает с осью роста, используют соотношение преобразования тензора четвертого ранга. Затем полученные выражения усредняют по полярному углу в плоскости, перпендикулярной оси роста. Детали этой процедуры описаны в [28]. В результате можно получить следующий вид ненулевых компонент тензора модулей упругости с1} модельной ТИ среды

16,29]

С11 ~ С22 ~ С11 ^

- о ^ С12 ~ C2l ~ С12 + ^

С13 - C3l — С23 "" С32 — С12'

23

1)

С44 ~ С55 ~ С44 '

44

55 где

Л С11 12 44

2)

Структура тензора модулей упругости модельной ТИ среды совпадает со структурой тензора гексагонального кристалла [13]. Однако, гексагональный кристалл имеет пять независимых компонент тензора, в то время как ТИ среда данного специального вида только три. Поэтому, некоторые выражения для фазовых и групповых скоростей упрощаются. Численные значения компонент тензора модулей упругости как кубического кристалла аустенита, так и трансверсально - изотропного аустенита приведены в отечественной [5,12] и зарубежной [16-18,25] литературе.

В цитированной литературе (см., например, [25]) отмечается, что для некоторых технологий сварки полного усреднения упругих свойств в плоскости, перпендикулярной оси роста, в действительности не происходит. Более точно упругие свойства моделируются ортотропной симметрией. Однако, в данной работе мы ограничимся ТИ приближением. В работе [29] выполнена оценка погрешностей в значениях модулей, которые возникают при замене реальной среды на трансверсально - изотропную. В результате усреднения модули, зависящие от координаты в реальной среде, заменяются на постоянные, соответствующие ТИ среде. При этом усреднение проводится по первым членам разложения реальных модулей по координате, а остальные члены разложения игнорируются. Второй источник ошибки - коррекции, которые должны быть добавлены к усредненным модулям. Для рассматриваемых аустенитных сталей усредненные модули ТИ среды соответствуют истинным с ошибкой, оцениваемой в единицы процентов.

Угловая зависимость скоростей упругих волн - одно из важных подтверждений применимости ТИ модели. В ТИ среде существуют три объемные собственные волны: квазипродольная QL, квазипоперечная с вертикальной поляризацией QSV и поперечная SH с поляризацией в плоскости изотропии. Фазовые скорости этих волн v являются функциями угла 0 между волновым вектором q и осью ТИ среды. Для волн QL и QSV, важных для дальнейшего, эта зависимость имеет вид

VQI ,QSV

2 р

3)

8 = [(<£ - с,",)COS20 + (AT0 /4)sin2 в] + (c° + c^)2 sin2 20. Знак "+" в (3) соответствует волне QL, а "-" - волне QSV. На рис.1 показаны рассчитанные зависимости фазовых скоростей собственных волн в ТИ среде для # численных значений модулей упругости из [31]. В качестве примера в расчетах использованы следующие численные значения модулей с° = 2,332-Ю11 Н/м2, Cl°2 = 1,626-Ю11 Н/м2, =1,225-Ю11 Н/м2

Рис.1. Зависимость фазовых скоростей SH, QSV и QL волн от угла между направлением распространения и осью ТИ среды

Согласно [30], эти значения модулей имеет сплав Fe-12Cr-18Ni, имеющий аустенитную структуру. Сопоставление зависимостей (3) с данными измерений [5,12,24] подтверждает возможность использования ТИ модели. Применение ТИ модели дает возможность количественно рассчитать степень отклонения вектора групповой скорости волны от вектора фазовой. Практически такое отклонение означает, что УЗ пучок отклоняется от направления, предписанного законом Снеллиуса. Неучет этого обстоятельства приведет к ошибке в трассировке хода лучей, в частности, к неправильному измерению координат дефекта. Величина угла отклонения групповой скорости от фазовой в аустенитной стали велика. Она может достигать 20° для волны QL и 45° для д QSV [16,31]. В [16] были рассчитаны поверхности обратных фазовых и групповых скоростей, а в [29,31] - предложены простые аналитические формулы для расчета компонент вектора групповой скорости в модели ТИ среды.

Известно, что материал сварного шва нержавеющей стали бывает многофазным. Помимо основной компоненты, в нем может содержаться ферромагнитная фаза - феррит. Ее количество может достигать 5 - 10%, а в отдельных случаях до 40% [12]. Считается, что повышенное содержание ферритной фазы ухудшает механические свойства шва. В работах [28,31,32] обсуждается возможность разработки методики контроля структуры ТИ материала по влиянию намагниченности на свойства упругих волн. Рассчитаны добавки к фазовым и групповым скоростям. Показано, что намагничивание среды приводит к дополнительному отклонению вектора потока энергии. В намагниченной ТИ среде изменяется поляризация собственных волн. В частности, вместо поперечной SH получается квазипоперечная волна.

Существенные отличия от изотропной среды имеет форма упругого поля пучка. В [33] выполнен расчет поперечного сечения пучка QL и QSV волн, возникающих при наклонном падении продольной волны на границу ТИ среды. В зависимости от угла падения профиль пучка может быть как аксиально -симметричным, так и вытянутым. В ряде случаев возникает повышенный уровень боковых лепестков волнового ноля. Экспериментальная проверка расчетов в [33] методом лазерной интерферометрии подтвердила расчетные данные. Специальный метод расчета УЗ пучков в ТИ среде развит в [34]. Для решения обратной задачи теории рассеяния применена декомпозиция волнового поля на составляющие плоские волны. На основе принципа Гюйгенса для ТИ среды получены выражения для расчета поля в пространстве [35,36]. Приведена методика расчета структуры поперечного сечения акустического поля в дальней зоне на основе пространственно-временного представления функций Грина.

50mm

Рис.2. Модель сварного шва

Для понимания физической сущности процессов, происходящих при распространении ультразвуковых волн в сварном шве из аустенитной стали, и для понимания смысла практических рекомендаций по организации УЗ контроля, особенно важны работы, выполненные Дж. Огилви [16,17,37]. В [17] развит метод трассировки лучей для оценки формы и траектории пучка в ТИ среде. Отмечено влияние анизотропии на угол расхождения пучка. Для модели сварного шва с V-образной разделкой кромок проведен расчет хода лучей. Использованная в расчетах модель показана на рис.2. а) t Ы

Рис.3. Трассировка лучей QL (a), QSV (б), и SH (в) волн в модели сварного шва

Рис.4. Трассировка лучей для дефекта типа несплавления в модели ТИ сварного шва; а - QL волна, б -QSV - волна, в - SH волна

Трассировка лучей, полученная в работе [19], приведена на рис.3. Показано, что для QSV-волны в центральной части шва образуется область, куда волна не может попасть, несмотря на сканирование УЗ преобразователем, из-за эффекта рефракции. Волна типа QL испытывает влияние рефракции в меньшей степени, но профиль пучка этой волны все же сильно искажается. Наиболее приемлемым типом волн признана волна SH. Ее широкое использование сдерживает трудность возбуждения: продольная УЗ волна, падающая из контактной жидкости, не возбуждает SH волну. В работе [19] рассмотрено поле упругих волн при отражении от искусственных дефектов, расположенных в сварном шве. Выбраны модели плоскостных дефектов, имитирующих несплавление, плоские трещины в корне и в середине шва. Рассчитана структура отраженных полей для швов, выполненных по различным технологиям сварки и с разной подготовкой кромок. Для дефекта типа нес^шавления трассировка лучей из [19] показана на рис.4. Статья [37] представляет развитие предложенного ранее метода трассировки лучей на неоднородные среды. Весь объем среды разбивается на слои, в пределах каждого упругие модули можно считать постоянными. Плоскость слоя должна быть локально перпендикулярна направлению наиболее быстрого изменения скорости УЗ волн. Сделана оценка дискретности сетки слоев. Минимальная толщина слоя Ыг равна

Sh= 1 , V° ч , (4) sm0o [dv/dz)max где 0О - угол падения волны на слой, v0 - скорость в слое, а (dv/dz)m3x-максимальное значение модуля производной скорости волны по координате.

На основании проведенных расчетов и выполненных экспериментов в работах [5,12,14,16,19,37,38] предлагаются рекомендации по повышению надежности УЗ контроля. С учетом рефракции ультразвука следует выбирать тип волны, с которой проводится контроль. Предпочтение по причинам, отмеченным выше, отдается волне SH с горизонтальной поперечной поляризацией. Однако, известны трудности возбуждения волны этого типа. Достаточно приемлемой признается продольная волна, наклонно введенная в ТИ среду в определенном интервале углов. Этот интервал определяется углами раздела кромок свариваемых деталей и углом расхождения пучка в ТИ среде. Особую важность приобретает правильный выбор угла разориентации излучающего и приемного преобразователей в схеме "Дуэт". Трассировка пучка по схеме контроля "Тандем" должна учитывать трансформацию типов волн (см. рис.5, взятый из [19]) и зависимость скорости в ТИ среде от угла падения. waves

Рис.5. Схема трассировки лучей в методе "тандем" с учетом преобразования типа волны

Рис.6. Расположение преобразователей при расчете потерь УЗ сигнала

Задача определения амплитуды волн, прошедших границу раздела и распространяющихся в ТИ среде, включает в себя две составляющие. Первая заключается в нахождении коэффициентов прохождения волн, с учетом зависимости от угла падения [38]. Вторая должна представлять потери УЗ сигнала в неоднородной ТИ среде. Можно полагать, что на частотах, реально используемых в УЗ дефектоскопии, собственно коэффициент поглощения мал. Среди факторов, оказывающих наибольшее влияние на амплитуду, следует назвать, конечно, рассеяние, а также рефракцию, искажение формы пучка, отклонение направления потока энергии от направления распространения. Расчеты потерь амплитуды в конфигурации расположения УЗ преобразователей, показанной на рис.6, выполнены в [39]. e^grad б) ckgnd

Рис.7. Зависимость ослабления сигнала квазипродольной волны (а) и расстояния между приемником и краем шва (б) от угла ввода t

Зависимость затухания от угла ввода aL показана на рис.7а для квазипродольной волны частотой 2,5 МГц, шва толщиной 30 мм и с размерами зерен аустенита сварного шва 0,2 х 10 мм. На рис.7б показана зависимость оптимального смещения приемника от шва Lr как функция угла ввода с учетом (кривая 1) отмеченных выше искажений УЗ пучка и без учета (кривая 2).

Использование модели трансверсально-изотропной среды остается до настоящего времени основным инструментом теоретического моделирования процессов распространения ультразвуковых волн в аустенитной стали. В последние годы акцент делается на численный расчет упругих полей в среде, содержащей дефекты [40].

В течение последних 10-15 лет достигнут большой прогресс в объяснении свойств магнитнополяризованных (гиротропных) сред на основе представлений о пространственной дисперсии. В акустике пространственная дисперсия сказывается в том, что тензор упругих напряжений зависит не только от тензора упругих деформаций, но и от их пространственных производных [41]. Учет пространственной дисперсии приводит к существованию частотной зависимости скорости звука, а также явлений вращения плоскости поляризации поперечных упругих волн (акустической активности) и преобразования поляризации собственных мод. В области частот в единицы мегагерц, употребляемой в ультразвуковой дефектоскопии, влияние пространственной дисперсии на упругие свойства среды само по себе не велико. Однако оно может резко усиливаться в случае эффективного взаимодействия ультразвука с иными подсистемами, например магнитной. Магнитная поляризация среды может быть реализована наложением внешнего магнитного поля, или существовать за счет магнитных доменов, если материал рассматриваемой среды содержит ферро- или ферримагнитную фазу.

В металле стального сварного шва в рассматриваемом диапазоне частот не выше десятков мегагерц наиболее реальной причиной проявления эффектов пространственной дисперсии является магнитная поляризация среды. Термин гиротропия, означающий существование антисимметричных мнимых недиагональных компонент материальных тензоров, будет использоваться для описания эффектов, вызванных этими компонентами.

Магнитная поляризация среды будет оказывать существенное влияние на распространение упругих волн, если осуществляется ее взаимодеиствие с упругой и магнитной подсистемами. Здесь мы не будем касаться вопроса о взаимодействии спиновых и ультразвуковых волн, которое требует значительно более высоких частот ультразвука, чем применяемые в ультразвуковой дефектоскопии. Будем считать, что взаимодействие в не намагниченных до насыщения образцах объясняется колебаниями стенок магнитных доменов под действием упругой волны. Колебания стенок создают переменное магнитное поле, возникают электрические токи, которые приводят к магнитомеханическим потерям. Наложение магнитного поля устраняет домены и потому уменьшает затухание. Одновременно с этим увеличивается скорость ультразвука [42]. На частотах в единицы и десятки мегагерц типичные затухания от магнитного поля в никеле, железе, сталях составляют 0,5 - 5 дБ/см, относительное изменение скорости при этом составляет 0,05 - 2%. Вид зависимостей коэффициента затухания и скорости волн от напряженности магнитного поля и величина эффектов зависят от состава и структуры материала. Поскольку вклад магнитной поляризации в упругие модули невелик, то для его выявления целесообразно выбрать оптимальные условия наблюдения. Следует стремиться к тому, чтобы влияние магнитной поляризации приводило к появлению новых, отсутствовавших без магнитной поляризации, эффектов. К ним могут относиться: преобразование собственных волн, поворот плоскости поляризации и появление эллиптичности поперечных волн. В настоящей работе будет сделан упор на выявление условий, необходимых для таких эффектов.

Распространение ультразвука в пространственно неоднородной среде логично описывать с помощью теории рассеяния звука. Анализ результатов для поликристаллических и текстурованных сред этими методами содержится в [43]. Однако в таком подходе трудно учесть магнитную поляризацию ввиду того, что рассеянная волна распространяется под иным углом к магнитному нолю, чем падающая, в результате чего понижается симметрия задачи.

Материал шва представляется анизотропной однородной средой, образованной усреднением упругих свойств кристаллитов, имеющих одинаковую ось роста. Усреднение возможно, если площадь одного кристаллита много меньше площади ультразвукового пучка. В результате усреднения получается трансверсально-изотропная среда. Гиротропия, вызванная намагничиванием, накладывается на эту симметрию. В этой работе принято, что ось гиротропии совпадает с осью трансверсально-изотропной структуры. Влияние гиротропии на упругие свойства, как правило, будет описываться феноменологически введением в рассмотрение динамического тензора модулей упругости [44].

Цель диссертационной работы состоит в разработке научно-обоснованных технических решений на основе теоретического исследования акустических волн и полей, моделирования свойств намагниченных, неоднородных и анизотропных сред. Цель состоит также в выявлении специфики отражения и преломления упругих волн в таких средах для установления более достоверных информативных параметров акустического контроля, в использовании магнитоакустических явлений в неразрушающем УЗ контроле.

Для достижения цели решались следующие научно-технические задачи:

1. Теория распространения упругих волн в твердых телах изложена применительно к акустическому неразрушающему контролю.

2. Изучены волны в трансверсально-изотропной среде.

3. Исследованы акустические поля в анизотропных средах. Выполнен анализ структуры ультразвуковых полей с целью выявления дефектов

4. Разработаны методы обработки ультразвуковых сигналов на базе вейвлетного преобразования

5. Изучено влияние намагничивания и гиротропии на распространение упругих волн в модели трансверсально-изотропной среды

6. Рассчитаны поляризация и лучевая скорость упругих волн в аустенитной стали в модели трансверсально-изотропной среды

7. Исследованы магнитоакустические эффекты в ферромагнитных металлах в квазистатической области частот

8. Изложена теория отражения и преломления упругих волн на границах анизотропных и магнитнополяризованных сред

9. Рассчитано отражение и преломление упругих волн на границе анизотропной неоднородной гиротропной среды.

10. Детально изучены упругие волны в неоднородной пластине аустенитной стали

Методы исследования. Использованный в работе математический аппарат включает в себя теорию кристаллоакустики, теорию динамических магнитных явлений. Основу составляет использование аналитических методов расчета с применением тензорного анализа. Значительную роль в получении результатов имеет моделирование свойств реальных сред. Численные расчеты выполнены на базе вычислительной техники с применением пакетов MathCad, Excel, Origin. Экспериментальные исследования выполнены на современном научном оборудовании для измерения ультразвуковых характеристик и исследования акустических полей.

Достоверность и обоснованность обеспечивается применением аналитических математических методов, обоснованного выбора моделей, правильным применением численных методов. Достоверность ряда результатов подтверждена сравнением расчетных данных с экспериментальными, а также результатами, полученными другими авторами.

На защиту выносятся:

1. Построение теории распространения упругих волн в намагниченной трансверсально-изотропной среде.

2. Разработка модели трансверсально-изотропной среды применительно к сталям аустенитного класса.

3. Результаты теоретического и экспериментального исследования потока » энергии, лучевых скоростей и структуры акустических полей в анизотропных средах.

4. Расчеты преобразования типов волн, добавок к фазовым скоростям и к вектору лучевой скорости, возникающих за счет действия магнитной поляризации среды.

5. Результаты экспериментов, показавшие возможность применения магнитоакустических явлений в акустическом контроле.

6. Методика определения времени релаксации электронов в чистых металлах.

7. Результаты анализа прохождения упругих волн через пластину неоднородной трансверсально-изотропной среды.

8. Использование вейвлетного преобразования для анализа ультразвуковых полей и выявления дефектов в монокристаллах.

Научная новизна работы. В работе впервые получены следующие результаты:

1. Получен тензор модулей упругости намагниченной трансверсально-изотропной среды и решена задача Кристоффеля для упругих волн в такой среде.

2. Рассчитаны добавки к фазовым скоростям за счет магнитной поляризации трансверсально-изотропной среды.

3. Рассчитано направление потока энергии, а также лучевая скорость и компоненты поляризации собственных волн в намагниченной трансверсально-изотропной среде.

4. Измерены эффекты вращения плоскости поляризации и эллиптичности поперечных волн в ферромагнитном металле в квазистатической области частот.

5. Рассчитан коэффициент прохождения упругих волн через пластину неоднородного материала, моделируемого трансверсально-изотропной средой. Получены зависимости коэффициента прохождения от толщины пластины и степени неоднородности.

6. Изучена структура акустических полей поперечных волн в монокристаллах в условиях эффекта внутренней конической рефракции.

Практическая значимость и реализация результатов. Показана возможность учета анизотропии материала для повышения точности и достоверности ультразвукового контроля изделий, материал которых может быть представлен в модели трансверсально-изотропной среды. Доказана принципиальная возможность построения методов акустического контроля, основанных на использовании магнитоакустических явлений. Сформулированы принципы построения аппаратуры, предназначенной для УЗ контроля анизотропных сред.

Проведены количественные оценки влияния магнитной поляризации на ультразвуковые характеристики стали аустенитного класса, содержащей ферритную фазу. Явления преобразования поляризации в намагниченной среде могут быть использованы при разработке методов акустического контроля фазового состава сталей.

Разработана методика анализа акустических полей в монокристаллах с целью выявления дефектов, выходящих на поверхность изделия. Эта методика может быть использована для контроля изделий из монокристаллов металлов и сплавов: лопаток турбин, криогенных токовводов, материалов и изделий электронной промышленности.

Результаты расчетов упругих волн в пластине аустенитной стали могут быть использованы при разработке методик ультразвукового контроля в химическом машиностроении и в атомной промышленности.

Личный вклад автора. Основная часть результатов, полученных в работах, выполненных в соавторстве, включая постановку задач исследования, построение моделей, методик аналитических расчетов и выполнение численных расчетов получена автором самостоятельно. Выбор направления работ и методов исследования, обсуждение результатов осуществлялось совместно с доктором физико-математических наук А.Б.Ринкевичем. Автору принадлежит анализ и обобщение материала, на базе которых обоснованы научные положения и сформулированы выводы диссертации. Часть численных расчетов и экспериментов выполнена совместно с сотрудниками лабораторий акустических методов и электрических явлений ИФМ УрО РАН.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены на Всесоюзных конференциях по акустоэлектронике и квантовой акустике, XII - Саратов, 1983г., XIV - Кишинев, 1989г.; III межотраслевой конференции "Неразрушающие методы контроля изделий из полимерных материалов", Туапсе, 1989г.; XII Всесоюзной конференции "Неразрушающие физические методы контроля" Свердловск, 1990г, VI Национальном конгрессе по механике, Варна, 1989г.; XI Всесоюзной акустической конференции, Москва, 1991г.; XIV научно-технической конференции по ультразвуковому контролю, С.Петербург, 1992г.; XI11 научно-технической конференции «Неразрушающие физические методы и средства контроля», С.Петербург, 1993г.; Германо- российском WTZ семинаре, Саарбрюккен, 1994г.; 6 Conference Europeenne sur les Controles Non Destructifs, Nice, France, 1994г.; VI Российской научно-технической конференции «Средства неразрушающего контроля» Саратов, 1995г.; XIV и XVI российских научно-технических конференцях «Неразрушающий контроль и диагностика», Москва 1996г., С.Петербург, 2002г.; I Всероссийском научно-техническом семинаре «Метрологическое обеспечение в области неразрушающего контроля» Москва, 1999г.; Международной конференция Ultrasonics International'99 jointly with 1999 World Congress on Ultrasound, Копенгаген, 1999г.; Уральских региональных конференциях "Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами", XIX - Уфа, 2000 г.; XX - Екатеринбург, 2001г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, в том числе 2 монографии, одна из которых переведена на английский язык и издана в Германии, 1 учебно-методическое пособие, 28 статей (в том числе 25 в рецензируемых изданиях и в зарубежных журналах) и 14 публикаций в трудах отечественных и международных конференций. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [28,29,31,32,45-85].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 199 страницах, она содержит 47 рисунков и 2 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Методы контроля и диагностика в машиностроении», Смородинский, Яков Гаврилович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации рассмотрен круг вопросов, связанных с распространением упругих волн в намагниченных средах, и явления на границах сред. Теоретический анализ проведен на основе введения динамического тензора модулей упругости. Подробно рассмотрены волны в трансверсально-изотропной среде. Даны рекомендации по созданию и развитию методик УЗ контроля изделий из упругоанизотропных, текстурованных материалов, монокристаллов и намагниченных сред.

Определены типы собственных волн в намагниченной (гиротропной) среде, вычислены добавки, возникающие из-за гиротропии. Рассмотрены явления преобразования поляризации мод, эллиптичности и вращения плоскости поляризации ультразвука, магнитное акустическое двулучепреломление. Рассчитан поток энергии ультразвука в магнитнополяризованной среде.

Вычислен тензор модулей упругости намагниченной трансверсально-изотропной среды, моделирующей структуру аустенит-феррит сварного шва. Определены собственные волны в намагниченной трансверсально-изотропной среде.

Подробно рассмотрены явления на границе магнитнополяризованной среды, в частности, отражение ультразвука от такой среды. Приведена методика расчета амплитуд волн при трансформации на границе, проанализированы явления поворота плоскости поляризации при отражении и преломлении ультразвука.

При распространении ультразвука в неоднородной среде возможно несколько вариантов пространственного распределения модулей (или плотности), позволяющих получить аналитическое решение уравнений теории упругости. Приведена также методика решения волнового уравнения на основе введения обобщенных упругих импедансов. Эта методика допускает учет изменения структуры модулей для намагниченной среды.

Для использования результатов для развития новых методик ультразвукового контроля и исследования материалов важными представляются следующие выводы, которые можно сделать на основе проведенной работы.

1. Модель трансверсально-изотропной среды способна адекватно описать характеристики упругих волн в материале сварного шва из аустенитной и аустенитно-ферритной стали.

2. Магнитная поляризация оказывает заметное влияние на распространение ультразвука, если в материале присутствует ферро- или ферримагнитная фаза. Влияние магнитной поляризации может проявляться в изменениях поляризации собственных волн, в интерференции мод, следовательно, в явлениях вращения плоскости поляризации и эллиптичности.

3. Магнитная поляризация приводит к некоторому отклонению вектора лучевой скорости и потока энергии. Это отклонение особенно существенно в условиях эффекта внутренней конической рефракции.

4. Для выявления эффектов, вызванных гиротропией и магнитной поляризацией, следует выбирать направление распространения и поляризацию волны, а также направление магнитного поля таким образом, чтобы ожидаемое явление без магнитной поляризации отсутствовало.

5. Получен тензор модулей упругости намагниченной трансверсально-изотропной среды и решена задача Кристоффеля для упругих волн в такой среде.

6. Показано, что явления вращения плоскости поляризации и эллиптичности поперечных волн в ферромагнитном металле в квазистатической области частот могут быть использованы в неразрушающем УЗ контроле структуры и фазового состава.

7. Экспериментально и теоретически доказано существование аномалий в структуре акустических полей поперечных волн в монокристаллах в условиях эффекта внутренней конической рефракции.

8. На основе детального изучения прохождения упругих волн через пластину неоднородного материала, моделируемого трансверсально-изотропной средой показано, что действие анизотропии приводит к появлению дополнительной области акустической прозрачности.

9. Развита методика определения времени релаксации электронов в монокристаллах высокочистых металлов с использованием магнитоакустических явлений.

Использование результатов работы даст возможность повысить точность и достоверность ультразвукового контроля монокристаллов и изделий, материал которых анизотропен. Модель трансверсально-изотропной среды — это один из самых простых и удобных способов учета анизотропии материала в методиках УЗ контроля. Построение методов акустического контроля, основанных на использовании магнитоакустических явлений - вращения плоскости поляризации и эллиптичности - даст новые возможности контроля структуры и магнитоупругих свойств. Явления преобразования поляризации в намагниченной среде могут быть использованы при разработке методов акустического контроля фазового состава сталей. Разработка метода контроля чистоты монокристаллов по эллиптичности ультразвука обеспечивает качественную работу изделий из этого перспективного класса функциональных материалов при криогенных температурах.

Методика анализа акустических полей в монокристаллах позволяет повысить достоверность выявления дефектов, выходящих на поверхность изделия и увеличить производительность контроля.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Смородинский, Яков Гаврилович, 2004 год

1. Krautkramer J., Krautkramer Н. Ultrasonic Testing of Materials. 2-d edition. Springer Verlag Berlin - Heidelberg - New York, 1977. P.668

2. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. M.: Металлургия, 1965. 392с.

3. Гурвич А.К., Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. Киев : Техника, 1972. 460с.

4. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981.240с.

5. Методы акустического контроля металлов, под ред. Н.П.Алешина. М.: Машиностроение, 1989.456с.

6. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля, под ред. И.Н.Ермолова. М.: Машиностроение, 1986. 280с.

7. Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. М.: Стройиздат, 1989. 320с.

8. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.2. Акустические методы контроля: Практ. пособие / И.Н.Ермолов, Н.П.Алешин, А.И.Потапов; под ред. В.В.Сухорукова. М.: Высшая школа, 1991. 283с.

9. Ермолов И.Н., Вопилкин А.Х., Бадалян В.Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии (краткий справочник). М.: Изд. ООО НПЦ НК "ЭХО+", 2000.108с.

10. Дымкин Г.Я., Цомук С.Р. Физические основы ультразвуковой -дефектоскопии. Учебное пособие. Санкт-Петербург: Петербургский государственный университет путей сообщения, 1997. 102с.

11. Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. 496с.

12. Алешин Н.П., Вадковский Н.Н., Волкова Н.Н. Ультразвуковой контроль аустенитных сварных швов: анализ способов ирекомендации повышения надежности // Дефектоскопия. 1988. № 2. С. 43-58.

13. Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М.: Наука, 1965.386с.

14. Петрашень Г.И. Распространение волн в анизотропных упругих средах. JL: Наука, 1980. 280с.

15. Бреховских JI.M., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989.416с.

16. Ogilvy J.A. A model for elastic wave propagation in anisotropic media with application to ultrasonic inspection through austenitic steel // Brit. J. of NDT. 1985. V.27. N1. P.13-21

17. Ogilvy J.A. Ultrasonic beam profiles and beam propagation in an austenitic weld using a theoretical ray tracing model // Ultrasonics. 1986. V.24. N11. P.337-347

18. Harker H.H., Ogilvy J.A. Coherent wave propagation in inhomogeneous materials: a comparison of theoretical models // Ultrasonics. 1991. V.29. N5. P.235-243

19. Ogilvy J.A. Ultrasonic reflection properties of planar defects within austenitic welds//Ultrasonics. 1988. V.26. N11. P.318-327

20. Hanneman R., Marklein R., Langenberg K.J. Numerical Modeling of Elastic Waves Propagation in Inhomogeneous Anisotropic Media // 7th European Conference on Non-Destructive Testing. Copenhagen. 1998. P.2406-2413

21. Eriksson A.S., Mattsson J., Niklasson J. Modeling of Ultrasonic Crack Detection in Austenitic Welds // 7th European Conference on NonDestructive Testing. Copenhagen. 1998. P.2479-2481

22. Baikie B.L., Wagg A.E. Ultrasonic inspection of austenitic welds // J. Brit. Nucl. Energy Soc. 1976. V.15. N1. P.3-8

23. Hudgell R.J., Seed H. Ultrasonic Longitudinal wave Examination of Austenitic Welds// Brit. J. of NDT. 1980. V.22. N4. P.78-85

24. Kapranos P.A., Al-Helaly M.M.H., Whittaker V.N. Ultrasonic Velocity Measurements in 316 Austenitic Weldments // Brit. J. of NDT. 1981. V.23. N4. P.288-292

25. Silk M.G., Lidington H., Hammond G.F. A Time Domain Approach to Crack Location and Sizing in Austenitic Welds // Brit. J. of NDT. 1980. V.22. N2. P.55-61

26. Wustenberg H., Neumann E. Improved probe techniques in the ultrasonic inspection of coarse grained materials // Proc. United States Nuclear Regulatory Commission 6th Water Reactor Safety Research Information Meeting, Maryland, USA, November, 1978

27. Whittaker J.S., Jessop T.J. Ultrasonic Detection and Measurement of Defects in Stainless Steel A Literature Survey // Brit. J. of NDT. 1981. V.23.N6. P.293-303

28. Волкова H.H., Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Фридман Г.Г. Упругие волны в намагниченной трансверсально изотропной среде // Дефектоскопия. 1993. N4. С.3-10

29. Rinkevich А.В., Smorodinsky Ya.G. Simple model calculation of elastic wave propagation in the austenitic steel // Nondestructive Testing and Evaluation. 1988. V.14. P.393-402

30. Ledbetter H.M. Predicted single-crystal elastic costants of stainless steel 316 // Brit. J. of NDT. 1981. V.23. N6. P.286-287

31. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Волкова H.H., Загребин Б.Н. Групповая скорость ультразвука в трансверсально изотропной среде //Дефектоскопия. 1994. N2. С.58-63

32. Смородинский Я.Г. Лучевая скорость в аустените в модели трансверсально-изотропной среды // Дефектоскопия. 1999. N 4, С.3-8

33. Roberts R.A., Kupperman D.S. Ultrasonic beam distortion in transversely isotropic media // Rev. Progr. Quant. Nondestructive Eval. 1988. V7a. P.49-56

34. Spies M. Elastic wave propagation in general transversely isotropic media. I. Green's functions and elastodynamic holography // J. Acoust. Soc. Am. 1994. V.96. N2, pt.l. P.l 144-1157

35. Payton R.G. Elastic Wave Propagation in Transversely Isotropic Media, Martinus Nijhoff, The Hague, 1983

36. Spies M. Space-time far-field representation of Green's function for cross-plane shear waves in general transversely isotropic media // J. Acoust. Soc. Am. 1997. V.102. N2, pt.l. P.733-740

37. Ogilvy J.A. A layered media model for ray propagation in anisotropic inhomogeneous materials // Appl. Math. Modelling. 1990. V.14. N5. P.237-247

38. Волков A.C., Ермолов И.Н., Басацкая JI.B., Вятсков И.А., Гребенник B.C. Прохождение ультразвуковых волн через границу сплавления аустенитного шва//Дефектоскопия. 1984. N2.C.73-77

39. Gornaja S.P., Aljoshin N.P. Attenuation of Ultrasonic Waves in Austenitic Steel Welds // Nondestructive Testing and Evaluation. 1987. V.13. P.149-168

40. Halkjaer S., Sorensen M.P., Kristensen W.D. The propagation of ultrasound in an austenitic weld// Ultrasonics. 2000. V.38. N1-8. P.256-261

41. Андронов А.А. О естественном вращении плоскости поляризации звука//Изв. вузов. Радиофизика. 1960.Т.З.С.645-649

42. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: «Мир». 1972. 307с.

43. Пападакис Э. Затухание ультразвука. Обусловленное рассеянием в поликристаллических средах // В кн. Физическая акустика под ред. У.Мазона. М: «Мир». 1970. т. IVB. 440с.

44. Власов К.Б. Динамические постоянные магнитнополяризованных магнетоупругих (магнитострикционных) и электрически поляризованных (электрострикционных) сред // Изв. АН СССР Сер. Физическая. 1958. Т. XXII, № 10. С.1159-1167.

45. Rinkevich A., Smorodinsky Ya., Vlasov K.B., Kroning M, Spies M. The Internal Conical Refraction of Ultrasound in Cubic Crystals, Fraunhofer Institut Zerstorungfreie Priifverfahren. Saarbrucken, 1999. P.56

46. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Власов К.Б., КренингМ., Шпис М. Внутренняя коническая рефракция ультразвука в кубических кристаллах, Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 2000. 72с.

47. Ринкевич А.Б.,Смородинский Я.Г. Физические основы акустического контроля, Екатеринбург, Изд. "Таймер", 2001. 112с.

48. Смородинский Я.Г. Упругие волны и магнитоакустические явления в намагниченной трансверсально-изотропной среде, Екатеринбург, Изд. УрО РАН, 2003г. с.

49. Бебенин Н.Г., Смородинский Я.Г. Поглощение звука в диэлектриках со спиральной магнитной структурой // Физика твердого тела. 1986. Т. 28. № 4. С.1115-1118

50. Власов К.Б., Розенберг Е.А., Тимощук В.И., Смородинский Я.Г. Наблюдение температурного гистерезиса намагниченности монокристалла гематита вблизи перехода Морина // Физика твердого тела. Т.28. № 11. 1986. С.3287-3292

51. Власов К.Б., Ринкевич А., Смородинский Я.Г., Гвентер А.Е. Дисперсионные соотношения при магнитоакустических явлениях в металлах // Физика металлов и металловедение. 1989. Т. 67. № 3. С.471-482

52. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Насыров Р.Ш. Измерение характеристик рассеяния электронов проводимости в металлах с помощью ультразвука // Высокочистые вещества. 1989. Т. 2. № 3. С.42-45

53. Кобелев А.В., Смородинский Я.Г. Эффекты связи мод в угловой зависимости полей ФМР в двуслойной магнитосвязанной пленке с пендикулярной анизотропией // Физика твердого тела. 1989. Т. 31. № 10. С.6-12

54. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Дисперсия скорости ультразвука при допплер-сдвинутом акустическом циклотронном резонансе в молибдене // Физика металлов и металловедение. 1990. Т.69. № 3. С.48-54

55. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Точность измерения характеристик электронов проводимости в металлах с помощью ультразвука // Высокочистые вещества. 1990. Т. 3. № 6. С. 192-196

56. Дымкин Г. Я., Смородинский Я.Г. В Национальном аттестационном комитете по неразрушающему контролю // Дефектоскопия. 1992. № 3. С.24-40

57. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Физические основы неразрушающего контроля изделий из чистых металлов // Дефектоскопия. 1994. № 1. С.79-84

58. Rinkevich A., Smorodinsky Ya. Electron Absorption of Ultrasound in Plastically Deformed Tungsten // J. Phys.: Condens. Matter. 1994. V.6. № 3. P. 693-698

59. Гурвич A.K., Алешин Н.П., Дымкин Г.Я., Смородинский Я.Г., Фирстов В.Г. Сертификация специалистов по неразрушающему контролю в России. Система, организация // Дефектоскопия. 1994. № 12. С.2-8

60. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Методы расчета в магнитной ультразвуковой структуроскопии//Дефектоскопия. 1995. № 9. С.33-36

61. Смородинский Я.Г. Моделирование свойств реакторных материалов // Дефектоскопия. 1995. № 9. С.6-7

62. Гурвич А.К., Алешин Н.П., Дымкин Г.Я., Смородинский Я.Г., Фирстов

63. B.Г. Сертификация специалистов по неразрушающему контролю в России. НАК НК 8 лег // Дефектоскопия. 1997. №11. С.54-75

64. Смородинский Я.Г. Расчет поляризации упругих волн в трансверсально-изотропном аустените // Дефектоскопия. 1999. № 4.1. C.9-12

65. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Щербинин В.Е., Хюбшен Г., Шпис М. Магнитоакустические эффекты в никеле в квазистатической области частот // ФММ. 2000. Т.89. №2. С.59-64

66. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Бурханов A.M., Кривоносова А.С., Келер Б. Анализ ультразвуковых полей и выявление дефектов в монокристаллах алюминия методом лазерного детектирования // Дефектоскопия. 2000. №11. С.64-74

67. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Упругие волны в неоднородной пластине аустенита в модели трансверсально-изотропной среды // Дефектоскопия. 2001. № 7. С.40-64

68. Ринкевич А.Б., Перов Д.В., Смородинский Я.Г., Келер Б. Применение вейвлетов для анализа ультразвуковых полей, детектированных лазерным интерферометром. Обнаружение и локализация дефекта в монокристалле алюминия // Дефектоскопия. 2001. № 12. С.67-80

69. Кривоносова А.С., Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Акустические поля в монокристаллах алюминия, детектированные лазерным интерферометром. Акустический журнал, 2001, т.47, №1, с.76-84.

70. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Анализ параметров и технических характеристик современных ультразвуковых дефектоскопов общего назначения // Дефектоскопия. 2002. № 9. С.3-27

71. Перов Д.В., Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Вейвлетная фильтрация сигналов ультразвукового дефектоскопа // Дефектоскопия. 2002. № 12. С. 3-20

72. Rinkevich A., Smorodinsky Ya. Ultrasonic Energy Distribution in Aluminum Single Crystals // Nondestructive Testing and Evaluation. 2002. V. №. P. 159-170

73. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Изучение упругих свойств и типов собственных волн металла со сварным швом с учетом пространственной дисперсии // Отчет о НИР ИФМ УрО РАН, г.Екатеринбург, 1991, х/д 42/91

74. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Отражение, преломление и распространение упругих волн в магнитно-поляризованном аустените сварного шва//Депонировано ВИНИТИ№1088-В-92. М. 1992.

75. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Распространение упругого поля и поток энергии в трансверсально-изотропном аустените // Отчет о НИР ИФМ УрО РАН, г.Екатеринбург, 1993.

76. Власов К.Б., Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Магнитоакустический резонанс в вольфраме и молибдене // Материалы XII Всесоюзной конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, Саратов, 1983

77. Власов К.Б., Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Измерение времени релаксации электронов по эллиптичности ультразвука // Материалы XIV Всесоюзной конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, Кишинев, 1989

78. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Поглощение и скорость ультразвука в деформированном вольфраме // Материалы XI Всесоюзной акустической конференции, Москва, 1991

79. Смородинский Я.Г., Ринкевич А.Б., Волкова Н.Н. Влияние намагниченности на параметры распространения ультразвука в сварном шве // Материалы XIV научно-технической конференции по ультразвуковому контролю, С.-Петербург, 1992, с.50

80. Смородинский Я.Г., Ринкевич А.Б. Угловая зависимость групповой скорости ультразвука в аустенитном сварном шве // XIII научно-техническая конференция "Неразрушающие физические методы и средства контроля", С.-Петербург, 1993, с. 16

81. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Методы расчета в магнитной ультразвуковой структуроскопии // Материалы германо-российского WTZ семинара, Саарбрюккен, 1994

82. Dimkin G., Aleshin N., Gurvich A., Smorodinsky Ya., Firstov V. La sertification des operateura CND in Russie: systeme, organisation // 6 Conference Europeenne sur les Controles Non Destructifs, Nice, France, 1994, V.l, p.1275-1281

83. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г., Загребин Б.Н. Поляризация волн при наклонном падении на границу аустенитного материала // Материалы VI Российской научно-технической конференции "Средства неразрушающего контроля", Саратов, изд. СГУ, 1995, с.51-52

84. Rinkevich A., Smorodinsky Ya. Internal Conical Refraction of Ultrasound in Aluminum // Ultrasonics International'99 jointly with 1999 World Congress on Ultrasound, Copenhagen, 1999, Book of Abstracts

85. Сиротин Ю.И., Шаскольская МП. Основы кристаллофизики. М.: «Наука». 1975.680 с.

86. Лямов В.Н. Поляризационные эффекты и анизотропия взаимодействия акустических волн в кристаллах. М.: Изд.МГУ. 1983.224 с.

87. Monchalin I.-P., Heon R. Laser Ultrasonic Generation and Optical Detection with a Confocal Fabry -Perot Interferometer, Materials Evaluation, 1986, v.44, N 10, p.1231-1237

88. Laser Ultrasonics, eds. C.B.Scruby and L.E.Drain, Adam Hilger, Bristol, 1990

89. Dewhurst R.J., Shan Q. Through-Transmission Ultrasonic Imaging of SubSurface Defects Using Non-contact Laser Techniques // Optics and Laser in Engineering, 1992, v.16, no. 2-3, pp.163-178

90. Bayon A., Rasolofosaon P.N.J. Three-component recording of ultrasonic transient vibration by optical heterodyn interferometre // J. Acoust. Soc. Am., 1996, v.99, no.2, pp.954-961

91. Хаткевич А.Г. Распространение и коническая рефракция пучков ультразвукового излучения, Кристаллография, 1986 ,т.31, вып. 4, с. 629-634

92. Анисимкин В.И. Морозов А.И. Ультразвуковая внутренняя коническая рефракция в германии, ФТТ, 1975, т.17, вып.10, с.3006-3009

93. Monchalin J.-P. et al, Measurements of In-Plane and Out-of-PIane Ultrasonic Displacements by Optical Heterodyne Interferometry, J. Nondestruct. Eval., 1989, v.8, N 2, p.121-133

94. Nakano H., Matsuda Y., Nagai S. Ultrasound detection by using a confocal Fabry-Perot interferometer with phase-modulated light, Ultrasonics, 1999, v.37, N 3, p.257-259

95. Artman R.A. Ultrasonic Internal Conical Refraction in Potassium Chloride, J. Acoust. Soc. Amer. 1966, v.33, N 3, p.493-498

96. Виноградова М.Б., Руденко O.B., Сухоруков А.П. Теория волн, М.: Наука, 1979, 383с.

97. Перов Д.В., Ринкевич А.Б. Применение вейвлетов для анализа ультразвуковых полей, детектированных лазерным интерферометром. Основные принципы вейвлетного анализа. Дефектоскопия, 2001, №12. С.55-66

98. Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения. Успехи физ. наук, 1996, т. 166, №11, с.1145-1170.

99. Анфиногентов В.Г., Короновский А.А., Храмов А.Е. Вейвлетный анализ и его использование для анализа динамики нелинейных динамических систем различной природы. Изв. акад. наук. Сер. физ., 2000, т.64, №12, с.2383-2390.

100. Власов К.Б., Филиппов Б.Н. Динамические модули упругости, вращение плоскости поляризации упругих волн и связанные продольно-поперечные волны в магнитнополяризованных металлах // ЖЭТФ.1963.Т. 44. Вып. 3. С. 922-933.

101. Власов К.Б., Ринкевич А.Б. Допплер-сдвинутый акустический циклотронный резонанс в вольфраме и молибдене // ФММ.1982. Т.54.Вып.4.С.668-677.

102. Власов К.Б., Ринкевич А.Б. Внутренняя коническая рефракция ультразвука в вольфраме и молибдене в магнитном поле. XI Всесоюзная акустическая конференция. М. 1991.B.C. 11-14.

103. Ogilvi I.A. The influence of austenitic welds geometry and manufacture of ultrasonic inspection of weld joints // Brit. J. of NDT. 1987. V. 29. № 3. P. 147-156.

104. Альшиц В.И. , Сарычев А.В., Шувалов A.JI. Классификация вырождений и анализ их устойчивости в теории упругих волн в кристаллах // ЖЭТФ. 1985. Т. 89. № 3(9). С. 922-937.

105. Simon G. Die Dampfung elastischer Wellen hoher Frequenz in Kubischen ferromagnetischen Einkristallen // Ann. der Physik, 1958. Bd.l, Hf.l. P.23-35

106. Luthi B. Magnetoacoustic birefrigence in magnetite and nickel // Appl. Phys. Lett., 1966. V.8. №5. P. 107-109

107. Huberman B.A. et al. The propagation and attenuation of acoustic waves in ferromagnetic metals // J. Phys. Chem. Solids, 1970. V.31. №8. P.1719-1727

108. Fedders P.A., Wu I, Miller J.B., Bolef D.I. Has Acoustic Ferromagnetic Resonance in Metals been Observed? // Phys. Rev. Lett., 1974. V.32. №25. P.1443-1445

109. Григорьев С.Б., Кудряшова JI.К. Магнитоупругое затухание в никеле на высоких ультразвуковых частотах // ФТТ, 1972. Т.14. №7. С.1997-1999

110. Григорьев С.Б., Кудряшова Л.К. Магнитоупругие аномалии в монокристалле никеля на ультразвуковых частотах // Акуст. журн., 1983. Т.29. №6. С.835-837

111. Бурханов А.М. и др. Эллиптичность и вращение плоскости поляризации ультразвука в никелевом ферритев геометрии эксперимента, соответствующей эффекту Коттона-Мутона // Акуст. журн., 1988. Т.34. №6. С.991-997

112. Власов К.Б., Бурханов A.M., Гудков В.В. Магнитное двулучепреломление и магнитный дихроизм ультразвука в ферромагнетиках//ЖЭТФ, 1986. Т.91. №3(9). С.975-983

113. Waterman Р.С. Orientation dependence of Elastic Waves in Single Crystals // Phys. Rev., 1959. V.113. №5. P.1240-1253

114. Ринкевич А.Б. Определение параметров ультразвуковой волны в магнитополяризованной среде // Метрология, 1982. №8. С.36-40

115. De Klerk J., Musgrave M.J.P. Internal Conical Refraction of Transverse Elastic Waves in a Cubic Crystals // Proc. Phys. Soc., 1955. V.68, part 2. N422B. P.81-88

116. Хаткевич А.Г., Курилкина C.H. Распространение пучков ультразвукового излучения в акустически гиротропных кристаллах // ФТТ, 1988. Т.30.№5. С.1359-1363

117. Власов К.Б., Ринкевич А.Б. Внутренняя коническая рефракция упругих волн в магнитно поляризованной среде. Акуст. журн., 1995. Т.41. №1. С.67-71

118. Металлы высокой чистоты, под ред. Ч.В.Копецкого, М.: Наука, 1976, 262с.

119. XII Всесоюзное совещание "Получение, структура, физические свойства и применение высокочистых и монокристаллических тугоплавких и редких металлов", Суздаль, 1987, 100с.

120. Канер Э.А., Песчанский В.Г., Привороцкий И.А. К теории магнитоакустического резонанса в металлах // ЖЭТФ. 1961. Т.40. Вып.1. С.214-226

121. Канер Э.А. Теория акустического циклотронного резонанса в металлах//ЖЭТФ. 1962. Т.43. Вып. 1(7). С.216-226

122. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: «Наука» 1987. 248с.

123. Musgrave M.J. Crystal Acoustic Introduction to the Study of Elastic Waves and Vibrations in Crystals. San Fransisco. 1970. 288p.

124. Терстон P. Распространение волн в жидкостях и твердых телах. Физическая акустика. Под ред. У. Мэзона. Т. 1. М.: «Мир». 1966.С. 13139.

125. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: «Наука». 1973.

126. Thomson W.T. The Equivalent Circuit for the Transmission of Plane Elastic Waves through a Plate at Oblique Incidence // J.Appl.Phys. 1950. V. 21. №12. P.l215-1217.

127. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.:"Наука". 1977.416с.

128. Солохин Н.В., Сумбатян М.А., Рапопорт Д. А., Кутюрин Ю.Г., Сычава В.Я. Ультразвуковой контроль необходимое условие качества изделий ответственного назначения из композиционных материалов // Изд. Общества «Знание». Ростов-на-Дону. 1990. 29 с.

129. Белый В.Н., Хило П.А. Граничные условия в акустике кристаллов с пространственной дисперсией // Дан БССР.1981.Т.ХХУ. № 9. С.791-793.

130. Silk М.С. The Propagation of Ultrasound in Anisotropic Weldments // Mater.Eval. 1981 .V. 39. №5. P.462-467.

131. Folds D.L., Loggins C.D. Transmission and reflection of ultrasonic waves in layered media // J.Acoustic Soc.Amer. 1977.V. 62. №5. P.1102-1109.

132. Справочник по специальным функциям. Под ред. М. Абрамовича, И. Стиган. М.: "Наука"Л979. 832 с.

133. Барковский Л.М., Борзов Г.Н., Лавриненко А.В. Френелевские тензоры отражения и пропускания акустически анизотропных стратифицированных сред // Акуст. Журн. 1987. Т. XXXIII. Вып.5. С.798-804.

134. Скобельцын С.А., Толоконников Л.А. Похождение звуковых волн через трансверсально-изотропный неоднородный плоский слой // Акуст. Журн. 1990. Т.36. № 4. С.740-744.

135. Lachtakia A., Varadan V.V., Varadan V.K. Reflection characteristics of an elastic slab containing a perriodic array of elastic cylinders: SH wave analysis//JLAcoustic Soc. Amer. 1986. V. 80. №1. P.311-326.

136. Беленький В.П. Об учете потерь в трансверсально изотропной среде //Акуст. журн. 1991. Т.37. N3. С.572-574

137. Приходько В.Ю., Тютекин В.В. Расчет коэффициента отражения звуковых волн от твердых слоисто неоднородных сред // Акуст. журн. 1986. Т.32. N2. С.212-218

138. Ринкевич А.Б., Смирнов А.Н. Распространение упругих волн в неоднородной трансверсально-изотропной пластине // Дефектоскопия. 2000. N8. С.73-82

139. ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

140. ПРИБОРЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ, СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

141. Динисламов начальник лаборатории ультразвукового1. Риф Рафаэлович контроля

142. Применение указанных опций позволяет улучшить эффективность и качество ультразвукового контроля.

143. Динисламов Риф Рафаэлович (J Уваров Валерий Петрович

144. ГОШ 66700 03255 КПП 667001001 Код по ОКВЭД 73 10,70 31 12 Код по окпо 00212377

145. РЖДАЮ : итель директора ЦНИИМ ^^^ Лангборт В.И.2004 г.1. АКТоб использовании результатов научных исследований Смородинского Я.Г.

146. Зав. Отделом Храмцов В. К.1. HTMK

147. Начальник технического управления1. А.А.Киричков