有錯(cuò)必糾：直通波可能是近表面?zhèn)鞑サ目v波——爬波

hebutszb 先生曾提出下面的問(wèn)題：

    記得考證的時(shí)候，老師說(shuō)TOFD直通波相當(dāng)于表面下縱波（爬波），但我不明白爬波是以什么原理沿怎么樣的路徑傳播的。

    當(dāng)時(shí)我以為爬波是一種可以沿曲面?zhèn)鞑サ奶厥獗砻娌ǎ缓髞?lái)陸續(xù)查閱了一些關(guān)于爬波的資料，發(fā)覺(jué)這一認(rèn)識(shí)是不對(duì)的。根據(jù)現(xiàn)有資料似乎可以這樣認(rèn)識(shí)：

    當(dāng)縱波折射角(聲軸折射角)β≥80度時(shí)，在工件近表面?zhèn)鞑サ目v波，是爬波。

    TOFD的聲束折射角雖然通常不大于70度，但直通波的確又是在工件近表面?zhèn)鞑サ目v波，所以我認(rèn)為直通波可能是爬波。

先頂后看~~

真是爬波嗎？要知道TOFD探頭發(fā)出的直通波傳輸?shù)木嚯x是比較遠(yuǎn)的，輕易就能超過(guò)100mm。
而爬波探頭發(fā)出的爬波傳不遠(yuǎn)，很快就衰減掉，只能傳輸20-30mm。
這是為什么？
描述爬波的數(shù)學(xué)方程是什么？，

很抱歉，我只是人云而云而已！！！我自己至今弄不清爬波算什么波型，沒(méi)見(jiàn)過(guò)爬波的數(shù)學(xué)波動(dòng)方程，也不會(huì)用數(shù)理推證的方法來(lái)證明：爬波為何爬不遠(yuǎn)(或回波聲壓為何與距離的4次方成反比)。請(qǐng)強(qiáng)先生不吝賜教！

      我認(rèn)為直通波不是爬波，而只是在工件表面下沿最路徑傳播的縱波，其性質(zhì)（振動(dòng)方式）就是縱波。
   經(jīng)翻閱文獻(xiàn)得知：爬波引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)是縱波和橫波的疊加，因此爬波是入射角等于第一臨界角時(shí)折射縱波和橫波的合成，其速度為0.8~0.95倍的縱波聲速（取決于傳播介質(zhì)）。爬波沿傳播方向很快衰減， 主要是由于縱波在沿表面下傳播過(guò)程中不斷的發(fā)生向橫波的波形轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致在傳播過(guò)程中波幅遞減。
   而TOFD中的直通波在www.ndt.net論壇里，加拿大的Ed Ginzel用5MHz，6mm直徑的TOFD探頭，在玻璃（縱波聲速5979m/S，橫波聲速3700m/S）中做的聲彈試驗(yàn)進(jìn)行了解釋。從聲彈試驗(yàn)的錄像截圖中可以看出，工件中傳播的聲束（包括貼近邊界的聲束）無(wú)非是縱波和橫波，并沒(méi)有什么爬波。同樣在《Engineering Applications of Ultrasonic Time-of-Flight Diffraction》這本書(shū)里，作者對(duì)直通波也定義為沿工件表面?zhèn)鞑サ目v波。

  

謝謝強(qiáng)先生和hebutszb 先生指教。看來(lái)爬波不是直通波，是肯定的了。那么爬波是什么波型呢？似是折射縱波與折射橫波交界處的一種混合型的東西吧？不知這樣理解對(duì)否？“在傳播過(guò)程中不斷發(fā)生向橫波轉(zhuǎn)換”，這句話，可否理解為：爬波是傳播過(guò)程中不斷向橫波轉(zhuǎn)化的縱波呢？波幅衰減也僅指縱波波幅衰減吧？我一直處在人云我云、稀里胡涂階段！為什么GB/T12604.1-2005沒(méi)有爬波這一術(shù)語(yǔ)呢？

hebutszb 先生：您好！您的下面說(shuō)法，恕我不能茍同——
“主要是由于縱波在沿表面下傳播過(guò)程中不斷的發(fā)生向橫波的波形轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致在傳播過(guò)程中波幅遞減。”
因?yàn)榕啦ㄑ乇砻嫦聜鞑ミ^(guò)程不會(huì)傾斜入射到更新的表面吧？沒(méi)有發(fā)生波型轉(zhuǎn)換的基本條件。不論何處來(lái)的文獻(xiàn)，這種說(shuō)法都可能是概念錯(cuò)誤！

梁金昆 發(fā)表于 2011-8-3 14:43
hebutszb 先生：您好！您的下面說(shuō)法，恕我不能茍同——
“主要是由于縱波在沿表面下傳播過(guò)程中不斷的發(fā)生向 ...

    多謝梁老指教，盡信書(shū)不如無(wú)書(shū)，看來(lái)還要深入！！

謝謝hebutszb 先生，讓我們?cè)跍贤ㄖ泄餐岣甙桑W(xué)術(shù)面前，人人平等。咱們的討論，比勾心斗角干凈！書(shū)，不可盡信，又不可不信。您介紹的加拿大專(zhuān)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：工件中傳播的聲束（包括貼近邊界的聲束）無(wú)非是縱波和橫波，并沒(méi)有什么爬波。就太有價(jià)值了，證明了我的推論。受此啟發(fā)，最近想寫(xiě)篇關(guān)于爬波的文章。

hebutszb 說(shuō)的有道理，梁老師的說(shuō)法似乎不能解釋頭波現(xiàn)象。