2.3 Распространение волн
Для звуковых волн существует несколько режимов распространения, определяемых типом перемещения. В ультразвуковой дефектоскопии наиболее часто используются продольные, поперечные и поверхностные волны.
Продольная волна (волна сжатия): характеризуется перемещением частиц параллельно фронту волны. Именно продольные волны воспринимаются человеческим ухом. Продольные волны являются наиболее быстрыми волнами, используемыми в УЗК, со скоростью примерно 5 900 м/с в стали. Продольные волны могут преобразовываться в поперечные волны путем преломления или отражения (см. раздел 2.5).
Поперечная волна (волна сдвига): характеризуется перемещением частиц перпендикулярно направлению распространения волны. Поперечные волны имеют меньшую скорость распространения и меньшую длину волны по сравнению с продольными и используются для ультразвукового контроля наклонным лучом. Скорость поперечной волны в стали составляет примерно 3 250 метров в секунду. Поперечные волны могут возникать и распространяться только в твердых средах. Поперечные волны преобразуются в продольные волны путем преломления или отражения на границе раздела двух сред.
Поверхностная волна: в поверхностной волне или волне Рэлея частицы перемещаются эллиптически. Данный тип волн распространяется вдоль поверхности материала, погружаясь на глубину равную одной длине волны. Скорость распространения и длина поверхностной волны аналогичны скорости и длине поперечной волны. Океанические волны являются примером поверхностных волн. Поверхностные волны могут использоваться для обнаружения поверхностных трещин в изделиях.
Существуют другие режимы распространения волн, но они редко используются в ультразвуковой дефектоскопии. Среди них можно назвать волны Лэмба и другие формы плоских и направленных волн; в данном пособии они не рассматриваются.
