超聲共振頻譜測(cè)量法理論及應(yīng)用性研究.pdf

1、超聲波在所測(cè)量的有限長(zhǎng)材料中傳播時(shí)，如果超聲波的頻率與材料的固有頻率相等，就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。本文研究超聲波共振頻譜法測(cè)量的理論及其應(yīng)用。
　　首先利用一維桿的物理特性以及機(jī)械振動(dòng)推導(dǎo)得到了有限長(zhǎng)材料的共振頻率，給出了其與長(zhǎng)度、聲速以及振動(dòng)模式的關(guān)系式。介質(zhì)的共振頻率均隨著長(zhǎng)度的增加呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，并且振動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的階數(shù)越高，共振頻率越大。利用該公式對(duì)鋁桿和鋼桿的聲速進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)建立水-鋼-水的三層介質(zhì)模型，分析了共振頻率對(duì)透射系

2、數(shù)和反射系數(shù)的影響，探討了共振頻率處超聲波的透射和反射特性。在共振頻率處，透射系數(shù)達(dá)到極大值，反射系數(shù)達(dá)到極小值，并且極大值、極小值對(duì)應(yīng)的頻率范圍很小，透射曲線和反射曲線在共振頻率處的變化比較劇烈。同時(shí)，利用探頭的頻譜以及透射和反射系數(shù)隨頻率的變化關(guān)系得到了超聲波透過(guò)鋼桿的透射波頻譜以及被鋼桿反射的反射波的頻譜，分析了透射波和反射波頻譜與入射波的差異。在共振頻率處，透射波頻譜接近于入射波；非共振頻率處，反射波頻譜形狀接近入射波。利用發(fā)生