超聲共振頻譜測量法理論及應(yīng)用性研究.pdf

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

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，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