《无损检测复习》PPT课件

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1、1三.无损检测技术概述无损检测的定义：无损检测技术是一门新兴的综合性应用学科。它是以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件等进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。主要内容有两点：1.是否有缺陷2.提供组织分布、应力状态2无损检测的目的：定量掌握缺陷与强度的关系，评价构件的允许载荷、寿命或剩余寿命。检测结构在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、

2、高效、可靠地运行。3质量管理：对非连续或连续加工的原材料、零部件提供实时质量控制，如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态、涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等等。在役检测：对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期间进行定期检测。质量鉴定：对制成品（材料或零部件）在进行组装或投入使用前，进行最终检验。4无损检测一般有三种含义：无损探伤NDI(NondestructiveInspection)无损检测NDT(NondestructiveTesting)无损评价NDE(Nondestructi

3、veEvaluation)NDI──仅检测出缺陷（探伤）；NDT──以NDI检测结果为判定基础，对检测对象的使用可能性进行判定；此外还含有参数测试的意思；NDE──掌握对象的载荷、环境条件，对构件的完整性、可靠性及使用性能进行综合评价。目前国内一般统称为NDT，国外NDE逐渐代替NDT。第一章超声波检测1.1超声检测的基础知识超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基础。超声波是超声振动在介质中的传播，超声波是在弹性介质中传播的机械波。与声波

4、和次声波在弹性介质中的传播类同，区别在于超声波的频率高于20kHz。工业超声波检测常用的工作频率为：0.5~10MHz。一、超声波的特点超声波的方向性好：超声波具有像光波一样定向束射的特性。超声波的穿透能力强：对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。超声波的能力高：超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于声波的能量。遇有界面时，超声波将产生反射、折射和波型的转换：利用超声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度

5、得以大幅度提高。对人体无害。二、超声波的分类（一）描述超声波的基本物理量声速：单位时间内，超声波在介质中传播的距离称为声速，用符号“c”表示。频率：单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完整波的个数称为频率，用符号“f”表示。波长：声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质点之间的距离称为波长，用符号“λ”表示。周期：声波向前传播一个波长距离时所需要的时间称为周期，用符号“T”表示。角频率：角频率用符号“ω”表示。定义为ω=2πf。上述各量之间的关系为：T=1/f=2π/ω=λ/c图1-1超声波的

6、分类二、超声波的分类1）超声波的波型超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。（1）纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫纵波，用L表示(见图1-2)。介质质点在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。能在任何介质中传播，气体、液体、固体。（2）横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波叫横波，用S或T表示(见图1-3)。横波的形成是由

7、于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变，所以横波又叫做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。（3）表面波（瑞利波）。当超声波在固体介质中传播时，对于有限介质而言，有一种沿介质表面传播的波即表面波(见图1-4)，受表面张力的作用。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波又称为瑞利波，常用R表示。（4）板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整个板的厚度

8、。薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合，质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播(见图1-5)。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是非对称型运动来决定的。2)超声波的波形超声波由声源向周围传播的过程可用波阵面进行描述。如图1-6所示，在无限大且各向同性的介质中，振动向各方向传播，用波线表示传播的方向；将同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所连成的面称为波阵面；某一