第十二课 8-1超声波的产生及其性质PPT.ppt

第八章 超声波探伤 超声波探伤：利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的检测材料内部缺陷的一种无损检测方法。 第一节 超声波的产生及其性质 一、超声波的产生与接收 1.产生方法：机械法、热学法、电动力法、压电法 2.压电法 （1）压电效应 （2）发射与接收 正压电效应：变形→电荷 逆压电效应：电荷→变形 发射：电振荡→变形（拉伸或压缩）→超声波 接收：变形→电荷（高频电压）→探伤仪 二、超声波的主要参数 1.C、f、T、λ f=1/T C=λ/T 2.声压（P） 3.声强（I） 4.声阻抗（Z） 定义：垂直作用于单位面积上的压力 声压＝变化压强-静压 声压决定于声波的高度 单位时间内垂直通过单位面积的声波强度称为声强，表示超声波的能量 超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比，表示介质对质点振动的阻碍作用 三、超声波的性质 1.有良好指向性 （1）直线性 （2）束射性 能量集中在2θ以内的锥形区域内 声压轴向分布不均匀 不同横截面上声压分布不同 波阵面不同 λ↓和D↑则θ↓，指向性好，能量越集中。 未扩散区：平面 扩散区：球面 2.能在弹性介质中传播 （1）纵波（L） （2）横波（S） （3）表面波（R） （4）板波 质点振动方向与波的传播方向互相平行的波动，当弹性介质受到交变拉压应力时产生纵波，介质质点疏密相间，又称为疏密波或压缩波。固体、液体和气体中均可传播纵波 质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波动，当弹性介质受到交变剪切应力时产生横波，介质发生切变变形，又称为切变波。 横波只能在固体中传播。液体和气体不能传播横波或具有横波分量的其它类型的波。 沿介质表面传播的波动称为表面波。当弹性介质表面受到交变张力作用时，介质表面质点作椭圆运动，长轴垂直于声波传播方向，短轴平行于声波传播方向。 表面波可看成是纵波和横波的合成，因此，表面波和横波一样只能在固体中传播。 表面波一般的传播深度为1～2λ，主要用于探测表面和近表面缺陷，以及测定表面裂纹的深度。 当弹性介质表面受到交变张力作用，且板厚和波长相当时，传播的波动称为板波。 声速：纵波＞横波＞表面波 当f和v相同时，波长关系：纵波＞横波＞表面波 分辨力（波长越小越好）：表面波＞横波＞纵波 3.异质介面上的透射、反射、折射和波型转换 垂直入射 倾斜入射 4.具有穿透性和衰减性 最小缺陷尺寸df=λ/2 第一、二临界角 α1m:当γL＝900时的入射角； α2m:当γS＝900时的入射角，产生表面波 二、超声波探伤仪 1.分类 2.A型脉冲反射式超声波探伤仪 三、试块 作业：1.简述超声波的性质。 2.说明A、B、C、3D型超探仪的含义。 3.纵波斜入射到有机玻璃/钢界面时，有机玻璃纵波速度为2730m/s，钢中纵波和横波速度分别为5900m/s和3230m/s，则第一临界角和第二临界角分别是多少？