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什么是沖擊彈性波，它與超聲波、聲波有何區(qū)別
閱讀：2834 發(fā)布時(shí)間：2022-8-25
1、名詞解釋
當(dāng)某處物質(zhì)粒子離開(kāi)平衡位置，即發(fā)生應(yīng)變時(shí)，該粒子在彈性力的作用下發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)又引起周?chē)Ｗ拥膽?yīng)變和振動(dòng)，這樣形成的振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過(guò)程稱(chēng)為“彈性波”;而通過(guò)機(jī)械沖擊在對(duì)象材料中產(chǎn)生的彈性波，又稱(chēng)為沖擊彈性波。沖擊彈性波的產(chǎn)生一般有兩種方法，即外力擊打產(chǎn)生和由物體內(nèi)部破損產(chǎn)生。
聲波，彈性介質(zhì)中傳播著的壓力振動(dòng)。聲以波的形式傳播著，我們把它叫做聲波。聲波借助各種介質(zhì)向四面八方傳播。
我們把頻率高于20000Hz的聲波就叫做超聲波。
擊彈性波與超聲波、聲波的區(qū)別
2.1 沖擊彈性波與超聲波的區(qū)別
超聲波的產(chǎn)生以鈦酸鋇，水晶，PZT等壓電材料為主。超聲波一般具有如下特性：
1) 頻率高，一般在數(shù)百KHz以上;
2) 通常以P波為主。
沖擊彈性波和超聲波的相同之處在于，沖擊彈性波是由激振裝置在固體表面擊打產(chǎn)生的，同樣，如果使用超聲波探頭在固體表面誘發(fā)振動(dòng)，也能夠在固體內(nèi)部激發(fā)沖擊彈性波。因此，在固體中傳播的超聲波可以理解為能量比較弱，頻率高的沖擊彈性波，其與錘擊等方式誘發(fā)的沖擊彈性波并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。
但是，由于激振以及受信結(jié)構(gòu)上存在差異，超聲波和與這里所說(shuō)沖擊彈性波之間還是有一定的不同，存在著區(qū)別之處，主要體現(xiàn)在：
1) 能量：沖擊彈性波的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超聲波;
2) 發(fā)振信號(hào)的頻率特性和波長(zhǎng)：超聲波波長(zhǎng)短，一般是幾厘米，而用錘擊激振產(chǎn)生的沖擊彈性波波長(zhǎng)幾十厘米甚至更長(zhǎng)。因此，超聲波的分辨率高，對(duì)細(xì)微的缺陷比較敏感，但衰減快，測(cè)試范圍受到限制;
3) 受信信號(hào)的頻率特性：超聲波的探頭在保持高靈敏度的同時(shí)，其頻率響應(yīng)特性一般較差(典型的頻率相應(yīng)特性如圖2-1，測(cè)試頻域內(nèi)幾乎沒(méi)有平坦部分)。也就是說(shuō)，超聲波測(cè)試儀器對(duì)頻率分析和振幅分析都比較困難。而沖擊彈性波測(cè)試一般采用加速度傳感器，傳感器在各種固定方式下，其頻響曲線都有較長(zhǎng)平坦部分(圖2-1)，有利于頻譜分析和能量分析。
2.2 沖擊彈性波與聲波的區(qū)別
由于空氣中不存在剪切剛性，因此聲波(包含超聲波)是一種疏密波。同時(shí)，由于空氣粒子的運(yùn)動(dòng)方向平行于聲波的傳播方向，聲波也是P波。
另一方面，在混凝土、金屬結(jié)構(gòu)中，由于材料存在剪切剛性，因此彈性波不僅包含P波，還包括S波(SH波和SV波)以及所合成的表面波。