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Erzeugung lokaler Spannungsspitzen mit Hilfe einer sphärisch-f okussierenden Anordnung zur Duktilitätsbestimmung von Werkstoffen

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The different possibilities of the focussing of elastic waves in solid bodies by the production of high stress amplitudes at the focal point are discussed with respect to a possible application in the ductility control of working material. For a spherical focussing system, from information data on the initial and boundary conditions, the in-stationary wave propagation and focussing may be theoretically determined and investigated. The results give the stress amplitudes whose time dependence on diffraction and interference effects are clearly based on the required transit time for the complate propagation of the wave-fields. Likenise it promotes an influence of the stress amplitude through the variation in distribution of the values of the amplitude of the wave initiated in the solid body.

Zusammenfassung

Es werden die verschiedenen Möglichkeiten der Fokussierung elastischer Wellen in festen Körpern zur Erzeugung hoher Spannungsamplituden im Fokalpunkt diskutiert unter Berücksichtigung einer möglichen Anwendung zur Duktilitätsbestimmung von Werkstoffen. Für eine sphärisch-fokussierende Anordnung wird bei Angabe entsprechender Anfangs- und Randbedingungen die instationäre Wellenausbreitung und Fokussierung theoretisch bestimmt und untersucht. Die Ergebnisse liefern Spannungsamplituden, deren zeitliche Abhängigkeit von Beugungs- und Interferenzeffekten deutlich wird aufgrund der benötigten Laufzeiten zur vollständigen Ausbreitung des Wellenfeldes. Ebenso ergibt sich eine Beeinflussung der Spannungsamplituden durch die Variation der Verteilung der Amplitudenwerte der in den Festkörper eingeleiteten Welle.

Sommaire

On discute des différentes possibilités de focaliser des ondes élastiques dans des matériaux solides de manière à produire des amplitudes de tension élevées aux points de focalisation, en vue d'une application éventuelle à la mesure de la ductilité. Une étude théorique a été développée pour un dispositif à focalisation sphérique pour lequel on a pu calculer la propagation d'ondes in-stationnaires et leur focalisation à partir de données initiales et de conditions aux limites convenables. Les résultats fournissent des amplitudes de tension dont l'évolution temporelle en fonction des effets de diffraction et d'interférence se manifeste à partir du temps de transit nécessité pour la propagation complète du champ ondulatoire. Ces amplitudes de tension dépendent également des variations de distribution des valeurs aux limites des ondes, appliquées à la superficie du solide.
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Document Type: Research Article

Publication date: 1982-09-01

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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