Способ воздействия на материал

 

Использование: при получении и/или передаче механических колебаний. Сущность изобретения: осуществляют усиление упругих волн в материале (в том числе и дистанционным способом) путем направления мощного оптического излучения на поверхность материала, его фокусирования и перемещения по поверхности материала со скоростью поверхностной упругой волны в материале.

Изобретение относится к области получения и/или передачи механических колебаний, в частности, к области усиления упругих волн, например, для целей неразрушающего контроля или других целей.

Известен способ усиления упругих волн, например, путем предварительной деформации и нагрева твердого тела перед введением в него упругой волны [1] Недостатком этого способа является то, что устройства, создающие давление и усиливающие упругую волну, контактируют с поверхностью, в которой усиливается упругая волна, тогда как в ряде случаев отсутствует возможность доступа к материалу, в котором необходимо создать волну, например при дистанционном воздействии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является техническое решение, при осуществлении которого излучение направляют на поверхность материала, фокусируют его на поверхность материала и перемещают по поверхности этого материала [2] Недостаток этого решения недостаточные упругие волны.

Задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении возможности создания и усиления упругих волн в материале, в том числе и в условиях, когда доступ к материалу, в котором усиливается волна, невозможен, а также в случае дистанционного воздействия на материал.

Для решения этой задачи согласно изобретению на поверхность материала воздействуют мощным сфокусированным излучением (непрерывным или импульсным) с такой интенсивностью, чтобы при взаимодействии излучения с материалом в материале формировалась упругая волна (например, вследствие теплового, испарительного или плазменного механизмов взаимодействия излучения с материалом). При этом падающий луч излучения скользит по поверхности материала со скоростью распространения поверхностной волны в материале, вследствие чего упругая волна напряжений (деформаций) в материале получает подпитку своей энергии за счет новых актов взаимодействия излучения с материалом и усиливается.

Предлагаемый способ усиления упругих волн включает операции направления мощного оптического излучения на поверхность материала, его фокусирования и перемещения луча излучения по поверхности со скоростью поверхностной волны в материале.

Промышленное применение изобретения возможно для генерации упругих волн в материале при неразрушающем контроле (особенно в тех случаях, когда необходим дистанционный характер генерации волн или размещение на материале генератора упругих волн невозможно). Осуществление изобретения возможно существующими техническими средствами на базе оптических квантовых генераторов.

Изобретение реализовано следующим образом.

На поверхность материала направляют и фокусируют луч мощного оптического излучения (непрерывного или импульсного) с интенсивностью не менее 10⁵ Вт/см². Под действием падающего излучения в материале образуются упругие волны из-за теплового расширения вещества или вследствие реакции отдачи при разлете испаряющегося материала поверхности, или вследствие взаимодействия расширяющейся плазмы (образовавшейся при поглощении излучения парами материала или газом у поверхности) с поверхностью материала. Образовавшиеся упругие волны распространяются из зоны контакта излучения с поверхностью материала, в частности вдоль поверхности материала движется со скоростью С_R поверхностная волна Рэлея. Согласно изобретению падающий луч излучения перемещают по поверхности материала со скоростью C_R, вследствие чего поверхностная волна получает подпитку своей энергии за счет повторяющихся актов взаимодействия излучения с материалом и усиливается. Таким образом, изобретение позволяет создать в материале значительные величины напряжений (деформаций) дистанционным способом.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА МАТЕРИАЛ, при котором излучение направляют на поверхность материала, фокусируют его на поверхности материала и перемещают по поверхности, отличающийся тем, что перемещение оптического излучения для усиления упругих волн материала осуществляют со скоростью поверхностной волны в материале.