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高级超声检测培训复习题汇编 计算题 计算题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5 9 0 0 米/ 秒 ，则该探头在钢 中波长 λ=5.9/2.5=2.36mm ，近场区长度N=D2/4 λ=202/4*2.36=42.37mm 由指向角 θ=arcsin(1.22 λ/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？ 答：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 24.2x 106Kg/m2s ，钢板厚度20毫米，声阻抗45.6x 106Kg/m2s 解：合金-钢界面的声压反射率 rp合金=P合/P0=(Z2-Z 1)/(Z2+Z 1)=(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+Z 1)=2x45.6/(24.2+45.6)= 1.3 钢底面声压反射率r p 钢= P 钢/ P t = [ ( Z 气- Z 钢) / ( Z 气+ Z 钢) ] [(Z2+Z 1)/2Z2]=0.765=76.5% 5 .如下图所示，探头为t g β=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t g β= 2 ，β= 6 3 . 4 °，s i n α= C L 有机玻璃•s i n β/ C S 钢 = 2 .7 •sin 6 3 .4 °/ 3 .2 = 0 .7 54 ，α= 4 8 .9 7 °，因此：a= c o s α•S有机玻璃 =cos48.97°•8.4=5.5mm b=sin α•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 [C 1/(C 1- 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，tg β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。 答：选用tg β=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tg β=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