资源描述：
《ut二级船级社超强笔记》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、刘英和个人介绍北京英超利达电子仪器销售中心：技术总监天津市思维奇工程检测技术有限公司：副懂事长天津市无损检测人员考核委员会：委员中国机械工程学会无损检测分会：NDT高级人员中国锅炉压力容器检验协会：NDT高级人员主要从事的工作内容：超声波探伤仪、测厚仪、探头的研制、生产、销售，无损检测工程。办公电话：北京010—81530950传真010--81530955天津022—62095518传真022—62083119手机13601023922100第二章超声波探伤的物理基础超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础.超声波探伤中,主要涉及到几何声学和物理声学中的
2、一些基本定律和概念.如:几何声学中的反射、折射定律及波型转换.物理声学中波的叠加、干涉、绕射及惠更斯原理等.第一节振动与波动一.振动1.振动的一般概念机械振动:物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往返周期性的运动.可以直接觉察到的振动现象-弹簧振子的运动,钟摆的运动和汽缸中活塞运动等.难以觉察到的振动现象-一切发声物体的运动以及超声波波源的运动.振动是往复、周期性的运动,振动的快慢常用振动周期和振动频率两个物理量来描述.周期T—振动物体完成一次全振动所需要的时间单位为秒(S)频率f—振动物体在单位时间内完成全振动的次数,单位为赫兹(Hz),1赫兹表示1秒钟内完成1次全振
3、动.超声波探伤中，最常使用的频率范围为0、5---10MHz。2.谐振动:最简单最基本的直线振动称为谐振动.质点M的水平位移Y和时间t的关系可用谐振方程来描述.Y=ACOS(wt+j)A--振幅w--圆频率w=2pf=2p/Tj--初相位,既t=0时质点M的相位.100谐振动的特点是:物体受到的回复力大小与位移成正比,其方向总是指向平衡位置(符合机械能守衡).3.阻尼振动:振幅或能量随时间不断减少的振动称阻尼振动.Y=Ae-btCOS(wt+j)b-阻尼系数:w-阻尼振动的圆频率w0为物体的固有频率.谐振动是无阻尼振动,其振幅与周期不变,阻尼振动的振幅不断减少,而周期却不
4、断增大阻尼振动受到阻力作用,不符合机械能守恒.探头中压电晶片在发射超声波时,一方面在高频电脉冲激励下产生受迫振动,另一方面在起振后受到晶片背面吸收块的阻尼作用,因此,又是阻尼振动.压电晶片在接收超声波时同样产生受迫振动和阻尼振动.二.波动1．机械波的产生与传播振动的传播过程,称为波动.波动分为机械波和电磁波两大类.机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程.如水波、声波、超声波等.机械波的产生和传播参见模型图.产生机械波必须具备的两个条件:(1).要有作机械振动的波源.(2).要有能传播机械振动的弹性介质.振动是产生波动的根源,波动是振动状态的传播过程,也是振动能量的传播过程
5、,这种能量的传播,不是靠物质的迁移来实现的,也不是靠相邻质点的弹性碰撞来完成的,而是由各质点的位移连续变化来逐渐传递出去的.1002.波长、频率和波速(1).波长l:同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离,称为波长.波源或介质中任意一质点完成一次全振动,波正好前进一个波长的距离.(2).频率f:波动过程中,任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数.(3).波速C:波动中,波在单位时间内所传播的距离称为波速l=C/f.3.波动方程:Y=ACOSwt三.次声波、声波和超声波1．次声波、声波和超声波的划分.次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波,在同一介质中的传播
6、速度相同,频率不同.声波频率在20-20000HZ之间,次声波频率低于20HZ,频率高于20000HZ的机械波称为超声波.2．超声波的应用:超声波探伤所用频率在0.5-10MHZ之间,对金属材料的检验常用频率为1-5MHZ.超声波是频率很高,波长很短的机械波,由此决定了超声波具有一些重要特性.指向性好,能量高,能在界面上产生反射,折射和波型转换、穿透能力强.第二节波的类型一.据质点的振动方向分类:根据波动传播时介质质点振动方向相对于波的传播方向的不同,可将波动分为纵波、横波、表面波和板波等.1.纵波L-介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波,称纵波.2.横波S-介
7、质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波,称横波.3.表面波R-当介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波.表100面波的能量随传播深度增加而迅速减弱,一般认为,表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷.1.板波-在板厚与波长相当的薄板中传播的波,称为板波.各种类型波的比较波的类型:质点振动特点传播介质应用纵波→波的传播方向固、液、汽体钢板、锻件探伤横波→固体焊缝、钢管表面波质点作椭圆运动,椭圆长轴垂直波传播方向,短轴平行于波传播方向,既纵波与横波的合成.一.按波的形状分类:波的形状是指波阵面的形状.波阵
