Page 9 - АвторефМокрий21

7

результатів, наведено особистий внесок здобувача, вказані відомості про
апробацію результатів дисертації, їх публікацію та впровадження.
У першому розділі проведено аналіз сучасного стану використання
величини швидкості акустичних хвиль для діагностування стану матеріалів,
розглянуто фізичні основи зв’язку властивостей матеріалів із швидкістю
акустичних хвиль, зроблено порівняння різних типів хвиль з точки зору
ефективності їх застосування в неруйнівному контролі для оцінювання стану
матеріалів. Проаналізовано сучасний стан наявних методик збудження та
реєстрації акустичних хвиль, а також вимірювання їх швидкості за допомогою
контактних п'єзоелектричних перетворювачів і методів із використанням
лазерних технологій. В розділі розглянуто наявні проблеми, які обмежують
застосування швидкості акустичних хвиль для неруйнівного контролю, а відтак
і діагностики об’єктів контролю.
Швидкість поширення акустичних хвиль визначається модулями
пружності матеріалу і його густиною.

( f C )
V  , (1)

де f(С) – вираз, який представлено через модулі пружності, вигляд якого
залежить від особливостей акустичної хвилі та середовища її поширення; ρ –
густина матеріалу. Тому різноманітні процеси, які призводять до зміни
пружних модулів та густини, впливають на швидкість акустичних хвиль. Таким
чином, на величину швидкості акустичних хвиль може впливати достатньо
багато фізичних чинників, в тому числі структура матеріалу, його текстура,
пористість, механічні напруження тощо. Виникнення мікропор та мікротріщин
є одним з найбільш важливих процесів в матеріалі точки зору неруйнівного
контролю. Збільшення кількості пор та мікротріщин призводить до зменшення
величини пружних модулів, а також до зменшення густини. Враховуючи, що
величина пружного модуля знаходиться в чисельнику, а густина ‒ в
знаменнику, одночасне їх зменшення може частково компенсуватись згідно

виразу (1).
Пористість може бути визначена як:
ρ −ρ
0
Ɵ = , (2)
ρ 0
де ρ 0 – густина компактного тіла, ρ – густина тіла з порами та тріщинами. На
даний час існує низка виразів, які пов'язують пружні модулі з пористістю за
різних припущень відносно параметрів пор. Найпростіший вигляд має вираз
для композиційної моделі:

= (1 − Ɵ) , (3)
0

де Е – модуль Юнга пористого матеріалу, Е 0 – модуль Юнга матеріалу без пор.
Важливо зазначити, що швидкість акустичних хвиль є величиною, яка
відображає анізотропний характер середовища, в якому вона поширюється.
Оскільки густина є скалярною величиною, то вона не залежить від
анізотропних властивостей середовища. Пружні модулі матеріалів є тензором