无损检测李喜孟主编课后习题答案讲解

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1、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。（1）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（

2、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。一纵波横波一S型按质点的振动方向与声波Y板波Y传播方向之间的关系分类J表面波—A型厂平面波超声波的分类一彳按波的形状分类斗柱面波L球面波「连续波—按振动持续的时间分类一-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

3、点振动的阻碍作用。Z二P/V;声速：声波在介质中的传播速度；常用c表示，C=丿环。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叫做超声波的衰减;5、简述超声波垂直人射时的!•、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Po之比称为界面的声压反射率，用1•表示；界面上投射波声压Pt与入射波声压Po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Io之比称之为声强反射率R；界面上投射声强It与入射声强Io之比称之为声强透射率To；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

4、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：sinaLsinyLsinyssinps式中，a入射角，0折射角，Y反射角，L纵波，S横波第一临界角表达式：当CL>CL1^f必然有3l>3s：令Bl=90°,得第一临界角：a

5、=arcsin当aL=a,Ht,第二介质中将只存在折射横波。第二临界角表达式：若Cs2>Cs],则0s>al；令3s=90°，得：ai^arcsin^1Cl27、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CKC2的凹曲面和C1>C2的凸曲面上时，其

6、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）VN（近场长度）的区域为声源的近场区；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e方向的声压振幅pmax（o）与。为0°时的声压振幅卩“敢（0）之比，它表达了声场中声压P的振幅与方向角。之间的亠八」h亠七-_2/i（KasinQ）变.化关系，以De来表丁。De二一—―;—KCLSITTu）9、同一个探头发射超声波，传播介质分别为水、铝、

7、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。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

8、、Y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。Y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钻