无损检测课后习题答案

内容发布更新时间 : 2025/10/9 7:18:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第一章

1、试述超声波的特点和适用范围。 答:(1)特点:a)超声波的方向性好。b)超声波的穿透能力强。c)超声波的能量高。d)遇有界面时,超声波将产生反射、折射和波型转变。e)对人体无害。

(2)适用范围:工业超声检测常用的工作频率为0.5~10MHz。较高的频率主要用于细晶材料和高灵敏度检测,而较低的频率则常用于衰减较大和粗晶材料的检测。有此特殊要求的检测工作,往往首先对超声波的频率作出选择,如粗晶材料的超声检测常选用1MHz以下的工作频率,金属陶瓷等超细晶材料的检测,其频率选择可达10~ 200MHz,甚至更高。 2、简述超声波有哪此基本波型和分类方法?

答:超声波的基本波型:纵波L、横波S(T)、表面波R、板波(S型、A型)

超声波有很多分类方法:主要的分类方法有按波振面的形状分类,按振动持续时间分类。

纵波

横波 S型 按质点的振动方向与声波 板波

传播方向之间的关系分类 表面波 A型 平面波 超声波的分类 按波的形状分类 柱面波 球面波 连续波

按振动持续的时间分类

脉冲波 3、何谓超声场,它有哪些基本参量?

答:(1)声场:充满超声波的空间,或在介质中超声振动所波及的质点占据的范围叫超声场。

(2)基本参量:声压p,声强I,分贝和奈培,声阻抗;质点振动位移、质点振动速度。

4、试分述介质声参量的物理意义和数学表达式。 答:声参量包括声阻抗、声速和声衰减系数。

声阻抗:表示声场中介质对质点振动的阻碍作用。Z=P/V; 。 声速:声波在介质中的传播速度;常用c表示, 声衰减系数:超声波在介质中传播时,随着传播距离的增加能量逐渐减弱的现象

参考

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叫做超声波的衰减;

5、简述超声波垂直人射时的r、t、R、T及界面两侧必须满足的边界条件。 答:界面上反射声波压Pr与入射声波压P0之比称为界面的声压反射率,用r表示;

界面上投射波声压Pt与入射波声压P0之比称为界面的声压透射率,用t表示;

界面上反射波声强Ir与入射波声强I0之比称之为声强反射率R; 界面上投射声强It与入射声强I0之比称之为声强透射率T0; 界面两侧的声波必须满足两个边界条件:

1) 一侧总声压等于另一侧,否则界面两侧受力不等,将会发生界面运动; 2) 两侧质点速度振幅相等,以保持波的连续性。

6、默写斯涅尔定律,第一.第二临界角的数学表达式。 答:斯涅尔定律:

式中,α——入射角,β——折射角,γ——反射角,L——纵波,S——横波 第一临界角表达式:当 > 时,必然有βL>βS;令βL=90°,得第一临界角: αⅠ=arcsin ;

当αL=αⅠ时,第二介质中将只存在折射横波。

第二临界角表达式:若 > ,则βS>αL;令βS=90°,得:αⅡ=arcsin

7、何谓超声波的聚焦?简述水浸聚焦探头的设计思路。

答:由斯涅耳定律可得,超声波平面波入射到C1C2的凸曲面上时,其投射波将聚焦。

水浸聚焦探头:根据平面波入射到C1>C2的凸曲面上时,投射波将产生聚焦的原理设计制作的。聚焦探头中的声透镜,如果为球面,将获得点聚焦;如果为柱面,将获得线聚焦。

8、何谓超声场的近场区、远场区和指向性?

答:近场区:X(声程)

参考

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远场区:X>N时的区域为远场区; 指向性:声场的指向性是指声场中θ 方向的声压振幅Pmax(θ)与θ为0°时的声压振幅Pmax(θ)之比,它表达了声场中声压P的振幅与方向角θ之间的变化关系,以Dc来表示。Dc=

9、同一个探头发射超声波,传播介质分别为水、铝、钢和有机玻璃,试问,在哪种材料中越声波的扩散角最大?

答:铝的扩散角最大,因为超声波在铝中的波长最长。

10、简述标准试块的作用和分类。

答:标准试块可用于测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声时的测定范围。例如我国的标准试块CSK-11、国际标准试块ⅡW、ⅡW2等。

θ) (

第二章

1、对比射线检测和超声检测的优缺点和适用范围:

答:射线检测:对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高,对于平面缺陷的检测灵敏度较低,如当射线方向与平面缺陷垂直是就很难检测出来,另外,射线对人体有害,需要有保护措施;

超声波检测:方向性好、穿透力强、能量高、遇到界面时,超声波将反射、折射和波形的转换以及对人体无害

2、X射线、γ射线和中子射线是如何产生的?

答:X射线:是一种两级电子管,将阴极灯丝通电加热,使之白炽而放出电子,在管的两板间加上几十甚至几百千伏电压后,由灯丝发出的电子即以很高的速度撞击靶面,此时电子能量的绝大部分将转化为热能散发掉,而极少一部分以X射线能量形式辐射出来。

γ射线:是一种电磁波,可以从天然放射性原子核中产生,也可以从人工放射性原子核中产生,天然放射性同位素如镭-226、铀-235等,价格昂贵;人工放射源应用较广的有钴-60、銥-192、銫-137、铥-170等

中子射线:通过原子核反应产生。除了普通的氢核之外,其他任何原子都含有中子,对其施加强大的作用,中子就释放出来了。

3、X射线检测的原理是什么?

答:当射线通过被检测物体时,有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同,

参考

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