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UT高级计算 1.用折射角60°的斜探头探测坡口角为60°的钢板对接焊缝,如下图所示,计算在探头一侧坡口面发现坡口面未熔合缺陷处所有反射波型的反射角(CL=5900m/s,CS=3200m/s)（标准答案从略） 2.用2.5MHz20mm直探头对钢材进行超声波探伤，求此探头的近场区长度和指向角的角度 解：设钢中纵波波速5900米/秒，则该探头在钢中波长λ=5.9/2.5=2.36mm，近场区长度N=D2/4λ=202/4*2.36=42.37mm 由指向角θ=arcsin(1.22λ/D)=8.27° 3.用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验Φ36x3mm钢管，已知水层距离为15mm时，声束焦点与钢管轴心重合，求有机玻璃声透镜的曲率半径？有机玻璃声透镜的曲率半径=15.3mm 4.设某合金与钢完全结合，当超声纵波从合金垂直入射到钢时，结合界面的声压反射率是多少？钢底面（与空气接触）的声压反射率是多少？已知合金厚度30毫米，声阻抗24.2x106Kg/m2s，钢板厚度20毫米，声阻抗45.6x106Kg/m2s 解： 合金-钢界面的声压反射率rp合金=P合/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-0.303 取-30%，负号表示入射声波与反射声波相位差180°（相位相反） 合金-钢界面的声压透射率tp=2Z2/(Z2+Z1)=2x45.6/(24.2+45.6)=1.3 钢底面声压反射率rp钢=P钢/Pt=[(Z气-Z钢)/(Z气+Z钢)][(Z2+Z1)/2Z2]=0.765=76.5% 5.如右图所示，探头为tgβ=2，用仪器与钢试块比较，测得探头中S=10mm，计算探头中a和b的长度。 解：因为仪器中测得的S值是相当于钢中的S值，所以要将S钢换算成S有机玻璃,即: S有机玻璃/CL有机玻璃=S钢/CS钢，S有机玻璃=S钢·CL有机玻璃/CS钢=10x2.7/3.2=8.4 另外tgβ=2，β=63.4°，sinα=CL有机玻璃·sinβ/CS钢=2.7·sin63.4°/3.2=0.754，α=48.97°，因此：a=cosα·S有机玻璃=cos48.97°·8.4=5.5mm b=sinα·S有机玻璃=sin48.97°·8.4=6.3mm 答：a=5.5mm，b=6.3mm 6.用有机玻璃做球面声透镜的聚焦探头,若探头直径为Φ20mm，水中焦距f=100mm，求声透镜的球面半径r值。 解：已知C有=2700米/秒，C水=1450米/秒，f=100mm，由f=r[C1/(C1-C2)]，可求得r=46.5mm 7.用直径24mm，频率2MHz的直探头检查外径500mm，内径100mm的钢制锻件，要求缺陷波高F与内孔底波高度B的比值在5%以上（包括5%）的缺陷回波都应记录，求所用的探伤灵敏度（以平底孔当量表示）是多少？如果该锻件的材质衰减（双声程）为0.02dB/mm，在150mm处发现一个回波高度为18dB的缺陷，求缺陷当量？（答案从略） 8.在前沿长度为10毫米，tgβ分别为1、2、2.5的三种斜探头中，哪个适合用于上宽度24mm，下宽度22mm，上加强高5mm，下加强高3mm，板厚25mm的平钢板对接焊缝检测？并求出所需要的探头扫查范围，若在声程120mm处（已扣除斜楔声程）发现一个缺陷，求缺陷的水平及深度位置。选用tgβ=2的探头，扫描范围≥150mm，缺陷水平距离107.3mm，埋藏深度3.7mm 9.在使用tgβ=2，2.5MHz的斜探头探测25mm厚度的钢板对接焊缝时，若用深度距离44mm的Φ6mm横通孔试块调节灵敏度，要求能在同样深处发现Φ2mm平底孔当量的缺陷，则应将Φ6mm横通孔回波提高多少dB？（楔内声程为7mm）答：11dB 10.把合金轴瓦浸没在水中（即钢套与合金层均与水接触），用直探头接触法在合金层面上垂直入射纵波，检测粘合质量，问：粘合良好处的界面回波和底波之间相差多少分贝？（合金层声阻抗25x106Kg/m2s，钢套声阻抗45x106Kg/m2s，曲率和衰减影响不计）答：4dB 11.超声波从声阻抗Za=39.3x106Kg/m2s的A介质透过Zb=25.5x106Kg/m2s的B介质，进入C介质的垂直往返过程中，其往返透过率为（-12dB）,若不考虑超声波在介质中的衰减，C介质的声阻抗Zc是多少？Zc=1.5x106Kg/m2s 12.超声波从A介质通过B介质透入C介质，在A/B界面上产生一个声压为PA的回波，在B/C界面上产生一个声压为PB的回波，已知：A、B、C三种介质的声阻抗分别为ZA=26.8x106Kg/m2s；ZB=18.3x106Kg/m2s；ZC=2.4x106Kg/m2s，在