R É G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke

Fontos különbséget jelent a hallható rezgésekkel szemben az, hogy az ultrahangos vizsgálatoknál
minden esetben un. kényszerrezgéseket alkalmaznak. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben
nem hagyják az anyagot saját frekvenciájával rezegni (miképpen a longitudinális, vagy transzverzális
sajátrezgések esetében), hanem valamilyen állandó, periodikus rezgést fejtenek ki rá.
Ezt például úgy lehetne modellezni, mintha az anyag egyik végét valamilyen, oszcilláló mozgást
végző felülethez (pl. egy hangszóró membránjához) ragasztanánk. Ha ezek után ez a felület
rezgésbe jön, rezgésbe hozza a mereven hozzáragasztott anyagrészt. Mivel az anyag nem teljesen
merev, hanem rugalmas, a vibráció nem terjed azonnal tovább a szomszédos anyagrészekbe, un.
fáziskéséssel követi az előző sík rezgését. Ha az oszcillációt fenntartjuk, a rezgés
szinuszhullámok formájában terjed tovább az anyagban. Ekkor elmondható, hogy ezeknek a
hullámoknak a frekvenciája nem függ az anyagtól, állandó marad bármilyen közegben. A hullámhossz
fordítottan arányos a frekvenciával, nagy frekvenciához kis hullámhossz tartozik, és
viszont. A kettő közötti arányossági tényező a hangsebesség, mely nem függ a frekvenciától, a
közegre jellemző állandó. Ez utóbbi állítás csak a hangterjedés klasszikus elmélete szerint igaz, a
sebességnek van egy kis mértékű frekvenciafüggése, amit a diszperzió jelensége okoz, és csak a
hallható hang tartományánál jóval magasabb frekvenciákon jelentkezik. A jelenséget rendszerint
az anyagban keltett rezgés által okozott hőmérsékletingadozással magyarázható.
A kényszerrezgésekkel végzett anyagvizsgálatok során kétféle időtartamú hullámmal dolgozhatunk:
tartós és impulzushangokkal. (21. ábra)
21. ábra A tartós és impulzus hullám
A hang viselkedése határfelületen (detektorfejek akusztikus csatolása):
A hang más közegbe való átviteléhez határfelületeket kell leküzdeni. Amikor egy hanghullám
merőlegesen érkezik két különböző anyag között lévő határfelületre, akkor nem csak reflexió,
hanem a másik közegbe való behatolás is bekövetkezik. Az átbocsátón és visszavert energia
nagysága mindkét anyag hanghullám-ellenállásától - az un. akusztikai keménységtől - függ. Az
akusztikai keménység a következőképpen számítható:
Z
c ⋅ ρ
Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 25/40