- 1、本文档共9页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
2.1探伤的基本原理
2.1.1超声波探伤的物理基础
①超声波波形
根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同,可将波分
为纵波、横波、表面波和板波等。
纵波:介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波,称为纵波。
当弹性介质质点受到交变拉、压应力作用时,质点之间产生相应的伸缩形变,
质点产生疏密相间的纵向振动,从而形成纵波。如图2.1(a)所示。凡能承受拉伸或
压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受位伸或压缩应力;液体和气体虽
不能承受拉伸应力,但能承受压应力产生容积变化。因此固体、液体和气体都能
传播纵波。钢中纵波声速一般为5960m/s。纵波一般应用于钢板、锻件探伤。
横波:介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波,称为横波。
当介质质点受到交变的剪切应力作用时,产生剪切形变,从而形成横波。如
图2.Kb)所示。只有固体介质才能承受剪切应力,液体和气体介质不能承受剪切应
力,因此横波只能在固体介质中传播,不能在液体和气体介质中传播。钢中横波
声速一般为3230rn/s。横波一般应用于焊缝、钢管探伤。
表面波:当介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波,称为
表面波,又称瑞利波。
表面波在介质表面传播时,介质表面质点作椭圆运动,椭圆长轴垂直于波的
传播方向,短轴平行于波的传播方向;椭圆运动可视为级向振动与横向振动的合
成,.即纵波与横波的合成,因此表面波只能在固体介质中传播,不能在液体和气
体介质中传播。如图2.1(c)所示。
表面波的能量随深度增加而迅速减弱,当传播深度超过两倍波长时,质点的
振幅就已经很小了,因此,一般认为表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深
度内的缺陷。表面波一般应用于钢管探伤。
板波:在板厚与波长相当的薄板中传播的波,称为板波。根据质点的振动方
向不同可将板波分为SH波和兰姆波。如图2.1(d)所示。板波一般应用于薄板、薄
壁钢管探伤。
6
重庆大学硕士学位论文2系统总体设计方案
·—-—●h—-■--,at--.-
● ● ●●●● ● ●●●●● ● ● ●
● ● ●●●● ● ●●●●● ● ● ●
● ● ●●●● ● ●●●●● ● ■ ●
● ● ●●●● ● ●●●●● ● ● ●
● ● ●●●● ● ●●●●● ● ● ●
● ● ●●●■ ● ●●●●● ● ● ●
● ● ●●●● ● ●●●●● J ● ●
—-----●
波传播方向
(a)纵波的振动方向
(c)表面波的振动方向
-----------
波传播方向
(b)横波的振动方向
(d)板波的振动方向
图2.1超声波的常见波形
Fig 2.1 Common ultrasonic wave form
②超声波的性质
1)特征值:声场特征常用声压、声强和特性阻抗等特征值来描述。
声压:声压(P)是指在有声传播时,介质中某一点的压强超过没有声波存在时
的静态压强的量值。声波在介质中传播时,介质中每一点的声压将随时间和距离
的变化而改变.声压的绝对值与介质密度、波速和质点振动速度成正比,
P=pct, (2.1)
式中p——介质密度
o_—_波速
v—一质点振动速度
当声压P不变时,pc越大,质点振动速度就越小。
声阻抗(特性阻抗):超声场中任一点的声压P与该处质点振动速度v之比称为
声阻抗,常用Z表示。声阻抗是介质中某一点的有效声压P与该点质量的有效振
7
●
■
●
●
●
●
●
●■t●I
●
●
●●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
重庆大学硕士学位论文2系统总体设计方案
动速度v的比值。
Z=P/v=pcv/v=pc (2.2)
由上式可知,声阻抗的大小等于介质的密度与波速的乘积。由v=P/Z可知,
在同一声压下,z增加,质点的振动速度下降。因此声阻抗z可理解为介质对质
点振动的阻碍作用。超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介
质的声阻抗密切相关。
液体的声阻抗约为气体的3000倍,固体的特性阻抗约为液体的30倍。
声强:在声场的某一点上,一个与指定方向垂直的单位面积上,在单位时间
内通过的平均声能,称为声强度,以I表示。
I=Z,/2=P/(2z) (2.3)
当超声波传播到介质中某处时,该处原来静止不动的质点开始振动,因而具
有动能;同时该处介质产生弹性变形,因而也具有弹性位能;声熊为两者之和。
声波的声强与频率平方成正比,而超声波的频率远大于可闻声波。因此超声
波的声强也远大于可闻声波的声强。这是超声波能用于探伤的重要原因。
在同一介质中,超声波的声强与声压的平方成正比.
声波如由一源点发出时是球面波,在实际超声检测中,超声波是由一定尺寸
的探头发出的,辐射的是活塞波。因此离探头很近的地方可以认为是平面波,而
远离探头的地方应视为球面波。这种声源发射
您可能关注的文档
- 损坏树木、花草、园林绿化设施赔偿费价目表.doc
- 缩短平均住院日.doc
- 所得税交纳点选址问题数学建模论文.doc
- 所有的美术作品都一样重要…美术作品的意义与价值判断.ppt
- 所有权的新方法和国有企业的财务控制战略.doc
- 索菲亚衣柜店面销售答疑N.doc
- 索拉非尼肾癌辅助治疗的临床研究.ppt
- 索尼之中国战略.doc
- 索赔业务操作流程.ppt
- 索赔与反索赔.doc
- 2025届重庆市高考模拟试卷及答案.pdf
- 2025年眼科职称考评学习资料汇编.pdf
- 2024年二建《机电工程》考前25页纸.pdf
- 第四单元 新民主主义革命的开始(学生版) 2024-2025学年八年级历史上学期期中考点大串讲(统编版)(学生专用).pdf
- 第一单元 中国开始沦为半殖民地半封建社会(学生版) 2024-2025学年八年级历史上学期期中考点大串讲(统编版)(学生专用).pdf
- 第一单元 中国开始沦为半殖民地半封建社会(教师版) 2024-2025学年八年级历史上学期期中考点大串讲(统编版)(学生专用).pdf
- 2025年软件评估师资格考试重点解析与真题演练.pdf
- 2025年秘书职位招聘:书面考核题库设计.pdf
- 2025年造价工程师计价科目真题汇编及详解.pdf
- 2025年算机网络规划设计师模拟试题及解析.pdf
文档评论(0)