Kako se širijo z valovanjem povezane zgoščine in razredčine, z njimi združene spremembe tlaka in odmiki posameznih delov sredstva iz mirovnih leg in kaj se z valovanjem zgodi na meji različnih sredstev, lahko opišemo, če izhajamo iz ravnotežja sil in iz kontinuitetne enačbe, ki opiše ohranitev masnih tokov skozi poljuben element sredstva. Rezultirajoča enačba (1) je dopolnjena z robnimi in začetnimi pogoji. Zvočni val opišemo tako, da podamo pomik kot funkcijo kraja in časa.

Osnovna enačba elastodinamike za pomike je:

(l +m )N (N .u) + m N u=r -f(r,t), (1)

pri čemer je u(r, t) časovno odvisen vektor pomika na mestu r, f je notranja sila, r je gostota, l in m pa sta Lamejevi konstanti.

Za spremljanje pojavov v gredeh in oseh vozil uporabljamo enodimenzionalni model valovanja v palici. Imamo tri vrste valov, za katere izračunamo hitrosti po naslednjih enačbah:

-za longitudinalne valove hitrost

(2)

V jeklu znaša 5920 m/s .

-za transverzalne valove hitrost

(3)

G-strižni modul

V jeklu znaša 3230 m/s.

-za površinske valove je hitrost valovanja po aproksimacijski formuli :

(4)

Lambove valove s hitrostjo težko detektiramo, zato v naši nalogi upoštevamo samo longitudinalne in transverzalne valove.

Zvočno valovanje nosi energijo. Ta v prostoru ni enakomerno razdeljena, ampak je največja, kjer so hrbti tlaka (potencialna) in hrbti hitrosti (kinetična).
V primeru ravninskih in krogelnih valov sta zvočni pritisk in amplituda delca povezana z enačbo za zvočni pritisk:

p=r c w u=Z w u= 2p Z f u (5)

c- zvočna hitrost

w - kotna hitrost

r - gostota

u- pomik delca snovi

Z=r c -akustična impedanca

f- frekvenca

Podobno lahko še izračunamo gostoto zvočnega toka J:

J=1/2 (/Z) (6)

NAZAJ

[Neporušne m.]  [Domov]   [Kontrola propustnosti]
[Vizuelna m.] [Ultrazvočna m.] [Penetrantska m.]
[Radiografska m.]  [Akustična emisija] [Magnetna m.]