Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля. Киселев Е.С. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

11
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
1.1. Ультразвуковые упругие колебания
Ультразвуковые волны по своей физической природе не отличаются от
упругих волн звукового диапазона, а также инфразвуковых волн. В физике ко-
лебаний под термином «ультразвуковые колебания» понимают упругие колеба-
ния, распространяющиеся в виде волн в газах, жидкостях и твердых телах. Во-
просы теории колебаний изложены в многочисленных работах [5, 7, 13, 23, 55,
58, 60, 61, 88, 95]. Ниже приведены лишь краткие сведения об ультразвуке и
гармонических колебаниях, необходимые для понимания материалов, изложен-
ных в данной работе.
Большинство закономерностей, характерных для звуковых колебаний,
справедливо и для ультразвуковых и описываются в первом приближении вол-
новым уравнением, общим для всех частот
2
2
22
2
2
2
2
2
1
t
W
cz
W
y
W
x
W
∂
∂
⋅=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
(1)
или в сокращенном виде
2
2
2
1
t
W
c
W
∂
∂
⋅=∆
, (2)
где ∆ – оператор Лапласа; W – изменение колеблющейся величины во времени
−⋅=
c
x
T
АW
τ
π
2
sin , (3)
где
τ
– время, с; А – амплитуда волны, м; Т – время, за которое совершается
полный цикл колебаний или период колебаний, с; х, у, z – координаты источни-
ка синусоидальных колебаний, м; х – направление распространения волн; с –
скорость звука в среде распространения УЗК, м/с.
Известно, что скорость распространения звука связана с длиной волны
λ
и частотой колебаний f
r
соотношением с =
λ
y
f
r
. Так как частота колебаний об-
ратно пропорциональна периоду, т. е. времени, необходимому для прохождения
волной расстояния, равного одной длине волны, то с =
λ
y
/Т. Следовательно
λ
y
= сТ.
К основным законам распространения звуковых волн относятся законы
отражения и преломления звука на границах различных сред, дифракция и рас-
сеяние звука при наличии препятствий и неоднородностей в среде и неровно-
стей на границах, законы волноводного распространения в ограниченных уча-

Страницы