无损检测李喜孟主编课后习题答案

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V 板波Y

传播方向之间的关系分类L表面波「A型

厂平面波

超声波的分类Y 按波的形状分类一柱面波

I-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，。

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P r与入射声波压P o之比称为界面的声压反射率，用r表示；

界面上投射波声压P t与入射波声压P o之比称为界面的声压透射率，用t表示；

界面上反射波声强I r与入射波声强I o之比称之为声强反射率R；

界面上投射声强I t与入射声强I o之比称之为声强透射率T o；界面两侧的声波必须满足两个边界条件：

1）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;

2）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:

式中，a——入射角，B——折射角，丫——反射角，L——纵波，S——横波第一临界角表达式：当> 时，必然有B L> B S；令B L=90°，得第一临界角：

a i=arcsi —；

当a L= a i时，第二介质中将只存在折射横波。

第二临界角表达式：若> ，则B S> a L;令3 s=9O°，得：a n=arcsin一

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C1>C2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)VN (近场长度)的区域为声源的近场区；

远场区：X>N时的区域为远场区；

指向性：声场的指向性是指声场中B方向的声压振幅P max ( 9)与B为0° 时的声压振幅P max ( 9)之比，它表达了声场中声压P的振幅与方向角9之间的变化关系，以De来表示。D c=―(----------------------------- )

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U W、U W2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，射线对人体有害，需要有保护措施；

超声波检测：方向性好、穿透力强、能量高、遇到界面时，超声波将反射、折射和波形的转换以及对人体无害

2、X射线、丫射线和中子射线是如何产生的？

答：X射线：是一种两级电子管，将阴极灯丝通电加热，使之白炽而放出电子，在管的两板间加上几十甚至几百千伏电压后，由灯丝发出的电子即以很高的速度

撞击靶面，此时电子能量的绝大部分将转化为热能散发掉，而极少一部分以X 射线能量形式辐射出来。

丫射线：是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也可以从人工放射性原子核中产生，天然放射性同位素如镭-226、铀-235等，价格昂贵；人工放射源应用较广的有钻-60、銥-192、銫-137、铥-170等

中子射线：通过原子核反应产生。除了普通的氢核之外，其他任何原子都含有中子，对其施加强大的作用，中子就释放出来了。

3、X射线检测的原理是什么？

答：当射线通过被检测物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，一般情况

是透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位射线的强度，因而可以通过检测透过被检测物体后的射线强度的差异，来判断被检测物体中是否有缺陷

4、透度计的使用原则。

答：将透度计摆放在透照灵敏度最低的位置，为此，透度计应放在工件靠近射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，让透度计上浅槽的一端或直径小的一侧远离射线中心。每张底片原则上必须有透度计

5、不同形状的工件如何确定合适的投射方向？

答：（1）、平板形工件：让X射线从前方照射，将胶片放在被检测部位的后面。再检测V形坡口对焊的焊缝和X形坡口对焊的焊缝时，除了从垂直方向进行照射外，还要在坡口斜面的垂直方向进行照射。

（2）、圆管：使胶片与被检测部位的贴合要紧密，并使锥形中心辐射线与被检测区域中心的切面相互垂直。

（3）、角形件：X射线照射的方向多为其角的二等分线的方向

（4）、管接头焊缝：照射在接头和管的连接处

（5）、圆柱体：使用滤波板，安装在X射线管保护罩的窗口上。

6铸件和焊件中常见缺陷在底片上的特征是什么？

答：（1）铸件：1）气孔：呈圆形、椭圆形、长形或梨形黑斑，边界清晰，有单个有密集或呈链状分布。

2）疏松：羽毛或层条状的暗色影像或为海绵状或云状的暗色团块。

3）缩孔：呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像。

4）针孔：呈近似圆形的暗点或长形暗色影像。

5）溶剂夹渣：白色斑点或雪花状，有的还呈蘑菇云状。

6）氧化夹渣：形状不定而轮廓清晰的黑斑，单个或者密集。

7）夹砂：呈近白色的半点或黑色斑点，边界较清晰，形状不规贝U，

分布不均匀。

8）金属夹渣物：明亮影像或黑色影像，轮廓较明晰，形状不规贝U，

分布不均匀。

9）冷隔：呈明显的似断似续的黑色条纹，形状不规则，边缘模糊不

清。

10）偏析：亮的斑点或云状。

11）裂纹：呈黑色的曲线或直线。