无损检测李喜孟主编课后习题答案解析.doc

第一章 1、试述超声波的特点和适用范围。 答：（1）特点：a)超声波的方向性好。b)超声波的穿透能力强。c)超声波的能量高。d)遇有界面时，超声波将产生反射、折射和波型转变。e）对人体无害。 （2）适用范围：工业超声检测常用的工作频率为0.5~10MHz。较高的频率主要用于细晶材料和高灵敏度检测，而较低的频率则常用于衰减较大和粗晶材料的检测。有此特殊要求的检测工作，往往首先对超声波的频率作出选择，如粗晶材料的超声检测常选用1MHz以下的工作频率，金属陶瓷等超细晶材料的检测，其频率选择可达10~ 200MHz,甚至更高。 2、简述超声波有哪此基本波型和分类方法? 答：超声波的基本波型：纵波L、横波S（T）、表面波R、板波（S型、A型） 超声波有很多分类方法：主要的分类方法有按波振面的形状分类，按振动持续时间分类。 纵波 横波 S型 按质点的振动方向与声波 板波 传播方向之间的关系分类 表面波 A型 平面波 超声波的分类 按波的形状分类 柱面波 球面波 连续波 按振动持续的时间分类 脉冲波 3、何谓超声场，它有哪些基本参量? 答：（1）声场：充满超声波的空间，或在介质中超声振动所波及的质点占据的范围叫超声场。 （2）基本参量：声压p，声强I，分贝和奈培，声阻抗；质点振动位移、质点振动速度。 4、试分述介质声参量的物理意义和数学表达式。 答：声参量包括声阻抗、声速和声衰减系数。 声阻抗：表示声场中介质对质点振动的阻碍作用。Z=P/V； 声速：声波在介质中的传播速度；常用c表示，C= 声衰减系数：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加能量逐渐减弱的现象叫做超声波的衰减； 5、简述超声波垂直人射时的r、t、R、T及界面两侧必须满足的边界条件。 答：界面上反射声波压Pr与入射声波压P0之比称为界面的声压反射率，用r表示； 界面上投射波声压Pt与入射波声压P0之比称为界面的声压透射率，用t表示； 界面上反射波声强Ir与入射波声强I0之比称之为声强反射率R； 界面上投射声强It与入射声强I0之比称之为声强透射率T0； 界面两侧的声波必须满足两个边界条件： 一侧总声压等于另一侧，否则界面两侧受力不等，将会发生界面运动； 两侧质点速度振幅相等，以保持波的连续性。 6、默写斯涅尔定律，第一.第二临界角的数学表达式。 答：斯涅尔定律： sin 式中，α——入射角，β——折射角，γ——反射角，L——纵波，S——横波 第一临界角表达式：当CL2CL1时，必然有βLβS αⅠ=arcsinCL 当αL=αⅠ时，第二介质中将只存在折射横波。 第二临界角表达式：若CS2CS1,则βSαL；令βS=90°，得：αⅡ= 7、何谓超声波的聚焦?简述水浸聚焦探头的设计思路。 答：由斯涅耳定律可得，超声波平面波入射到C1C2的凹曲面和C1C2的凸曲面上时，其投射波将聚焦。 水浸聚焦探头：根据平面波入射到C1C2的凸曲面上时，投射波将产生聚焦的原理设计制作的。聚焦探头中的声透镜，如果为球面，将获得点聚焦；如果为柱面，将获得线聚焦。 8、何谓超声场的近场区、远场区和指向性? 答：近场区：X（声程）N（近场长度）的区域为声源的近场区； 远场区：XN时的区域为远场区； 指向性：声场的指向性是指声场中θ 方向的声压振幅Pmax（θ）与θ为0°时的声压振幅Pmax（θ）之比，它表达了声场中声压P的振幅与方向角θ之间的变化关系，以Dc来表示。Dc=2 9、同一个探头发射超声波，传播介质分别为水、铝、钢和有机玻璃，试问，在哪种材料中越声波的扩散角最大? 答：铝的扩散角最大，因为超声波在铝中的波长最长。 10、简述标准试块的作用和分类。 答：标准试块可用于测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声时的测定范围。例如我国的标准试块CSK-11、国际标准试块ⅡW、ⅡW2等。 第二章 1、对比射线检测和超声检测的优缺点和适用范围： 答：射线检测：对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对于平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷垂直是就很难检测出来，另外，射线对人体