無損檢測 李喜孟 主編 課后習(xí)題答案

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1、第一章1、試述超聲波的特點(diǎn)和適用范圍。答：（1）特點(diǎn)：a)超聲波的方向性好。b)超聲波的穿透能力強(qiáng)。c)超聲波的能量高。d)遇有界面時(shí)，超聲波將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)變。e）對人體無害。（2）適用范圍：工業(yè)超聲檢測常用的工作頻率為0.5~10MHz。較高的頻率主要用于細(xì)晶材料和高靈敏度檢測，而較低的頻率則常用于衰減較大和粗晶材料的檢測。有此特殊要求的檢測工作，往往首先對超聲波的頻率作出選擇，如粗晶材料的超聲檢測常選用1MHz以下的工作頻率，金屬陶瓷等超細(xì)晶材料的檢測，其頻率選擇可達(dá)10~200MHz,甚至更高

2、。2、簡述超聲波有哪此基本波型和分類方法?答：超聲波的基本波型：縱波L、橫波S（T）、表面波R、板波（S型、A型）超聲波有很多分類方法：主要的分類方法有按波振面的形狀分類，按振動(dòng)持續(xù)時(shí)間分類?？v波橫波S型按質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與聲波板波傳播方向之間的關(guān)系分類表面波A型平面波超聲波的分類按波的形狀分類柱面波球面波連續(xù)波按振動(dòng)持續(xù)的時(shí)間分類脈沖波3、何謂超聲場，它有哪些基本參量?答：（1）聲場：充滿超聲波的空間，或在介質(zhì)中超聲振動(dòng)所波及的質(zhì)點(diǎn)占據(jù)的范圍叫超聲場。（2）基本參量：聲壓p，聲強(qiáng)I，分貝和奈培，聲阻抗；質(zhì)點(diǎn)振

3、動(dòng)位移、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度。4、試分述介質(zhì)聲參量的物理意義和數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：聲參量包括聲阻抗、聲速和聲衰減系數(shù)。聲阻抗：表示聲場中介質(zhì)對質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用。Z=P/V；聲速：聲波在介質(zhì)中的傳播速度；常用c表示，C=Eρ。聲衰減系數(shù)：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象叫做超聲波的衰減；5、簡述超聲波垂直人射時(shí)的r、t、R、T及界面兩側(cè)必須滿足的邊界條件。答：界面上反射聲波壓Pr與入射聲波壓P0之比稱為界面的聲壓反射率，用r表示；界面上投射波聲壓Pt與入射波聲壓P0之比稱為界面的聲壓透射率，用t

4、表示；界面上反射波聲強(qiáng)Ir與入射波聲強(qiáng)I0之比稱之為聲強(qiáng)反射率R；界面上投射聲強(qiáng)It與入射聲強(qiáng)I0之比稱之為聲強(qiáng)透射率T0；界面兩側(cè)的聲波必須滿足兩個(gè)邊界條件：1）一側(cè)總聲壓等于另一側(cè)，否則界面兩側(cè)受力不等，將會(huì)發(fā)生界面運(yùn)動(dòng)；2）兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)速度振幅相等，以保持波的連續(xù)性。6、默寫斯涅爾定律，第一.第二臨界角的數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：斯涅爾定律：sinαLCL1=sinγLCL1=sinγSCS1=sinβLCL2=sinβSCL2式中，α——入射角，β——折射角，γ——反射角，L——縱波，S——橫波第一臨界角表達(dá)式：當(dāng)

5、CL2>CL1時(shí)，必然有βL>βS；令βL=90°，得第一臨界角：αⅠ=arcsinCL1CL2；當(dāng)αL=αⅠ時(shí)，第二介質(zhì)中將只存在折射橫波。第二臨界角表達(dá)式：若CS2>CS1,則βS>αL；令βS=90°，得：αⅡ=arcsinCL1CL27、何謂超聲波的聚焦?簡述水浸聚焦探頭的設(shè)計(jì)思路。答：由斯涅耳定律可得，超聲波平面波入射到C1C2的凸曲面上時(shí)，其投射波將聚焦。水浸聚焦探頭：根據(jù)平面波入射到C1>C2的凸曲面上時(shí)，投射波將產(chǎn)生聚焦的原理設(shè)計(jì)制作的。聚焦探頭中的聲透鏡，如果為球面，將

6、獲得點(diǎn)聚焦；如果為柱面，將獲得線聚焦。8、何謂超聲場的近場區(qū)、遠(yuǎn)場區(qū)和指向性?答：近場區(qū)：X（聲程）N時(shí)的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)場區(qū)；指向性：聲場的指向性是指聲場中θ方向的聲壓振幅Pmax（θ）與θ為0°時(shí)的聲壓振幅Pmax（θ）之比，它表達(dá)了聲場中聲壓P的振幅與方向角θ之間的變化關(guān)系，以Dc來表示。Dc=2J1（Kasinθ）(Kasinθ)9、同一個(gè)探頭發(fā)射超聲波，傳播介質(zhì)分別為水、鋁、鋼和有機(jī)玻璃，試問，在哪種材料中越聲波的擴(kuò)散角最大?答：鋁的擴(kuò)散角最大，因?yàn)槌暡ㄔ?/p>

7、鋁中的波長最長。10、簡述標(biāo)準(zhǔn)試塊的作用和分類。答：標(biāo)準(zhǔn)試塊可用于測試探傷儀的性能、調(diào)整檢測靈敏度和聲時(shí)的測定范圍。例如我國的標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-11、國際標(biāo)準(zhǔn)試塊ⅡW、ⅡW2等。第二章1、對比射線檢測和超聲檢測的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍：答：射線檢測：對氣孔、夾渣、疏松等體積型缺陷的檢測靈敏度較高，對于平面缺陷的檢測靈敏度較低，如當(dāng)射線方向與平面缺陷垂直是就很難檢測出來，另外，射線對人體有害，需要有保護(hù)措施；超聲波檢測：方向性好、穿透力強(qiáng)、能量高、遇到界面時(shí)，超聲波將反射、折射和波形的轉(zhuǎn)換以及對人體無害2、X射線、γ射

8、線和中子射線是如何產(chǎn)生的？答：X射線：是一種兩級(jí)電子管，將陰極燈絲通電加熱，使之白熾而放出電子，在管的兩板間加上幾十甚至幾百千伏電壓后，由燈絲發(fā)出的電子即以很高的速度撞擊靶面，此時(shí)電子能量的絕大部分將轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉，而極少一部分以X射線能量形式輻射出來。γ射線：是一種電磁波，可以從天然放射性原子核中產(chǎn)生，也可以從人工放射性原子核中產(chǎn)生，天然放射性同位素如鐳-226、鈾-235等，價(jià)格昂貴；人工放射