Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля. Киселев Е.С. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
15
тицы среды, которые передают это сжатие следующему прилегающему слою, и
волны сжатия, чередуясь с волнами разрежения, проходят через пространство,
занимаемое данной средой. В газах и жидкостях, которые обладают упругостью
объема, но не обладают упругостью формы, могут распространяться лишь про-
дольные волны разрежения-сжатия. При этом колебания частиц среды проис-
ходят в направлении распространения волн. Фазовая скорость распространения
продольных волн в жидкостях и газах определяется по формуле
ρ
Kс
п
=
, (15)
где К – модуль всестороннего сжатия, Па;
ρ
– плотность среды, кг/м
3
.
Скорость распространения продольных звуковых волн в стержнях посто-
янного сечения (волноводах), наибольший размер которых значительно меньше
длины волны, можно определить по зависимости
ρ
Ес
l
=
, (16)
где Е – модуль Юнга, Па.
В более толстых стержнях сказывается эффект поперечного сжатия –
увеличение инерции в результате радиальных колебаний. Это кажущееся уве-
личение массы вызывает рост периода собственных колебаний стержня длиной
l и уменьшает скорость распространения продольных волн с
п
.
Большинство применяемых при УЗ обработке волноводов в виде стерж-
ней имеет диаметр до 60 мм и разница между значениями с
п
и с
l
не превышает
2 % [2]. Поэтому поправку в этих случаях можно не учитывать. Значения с
l
и
ρ
для некоторых материалов, используемых для различных целей УЗ обработки,
приведены в табл. 1.
1. Скорость звука и плотность различных материалов [55]
Материал
с
l
,
м/c
ρ
,
кг/дм
3
Материал
с
l
,
м/c
ρ
,
кг/дм
3
Алюминий
Медь
Железо
Свинец
Никель
5240
3580
5170
1250
4760
2,70
8,93
7,87
11,37
8,90
Углеродистая сталь
Коррозионностойкая сталь
Олово
Титановый сплав ВТ5
Пермендюр
5150
4650
2730
4750
5100
7,80
8,00
7,29
4,55
8,29
Скорость с
l
следует отличать от ранее рассмотренной скорости q колеба-
ния среды около положения равновесия при распространении ультразвуковой
волны. Амплитуда скорости q на несколько порядков меньше (с
l
<< q).
В однородной изотропной бесконечно протяженной твердой среде могут
распространяться упругие продольные и поперечные (сдвиговые) волны. В
продольных волнах движение частиц параллельно направлению распростране-

Страницы