超声检测1、3章习题

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超声检测1、3章习题

1-1. 什么是机械振动和机械波？二者有何关系？答：（1）联系：

机械波是由机械振动引起的；（2）区别：

机械振动研究单个质点的运动，机械波研究的是许多质点的运动. 1-2. 写出波动方程，并说明各参量的物理含义。

答：

22222=dxdcdtd，其中，为介质质点振动位移， c 为与介质性质有关的常数。

方程的解为 ()()kxwtAtxm=cos, 1-3. 何谓纵波、横波、表面波及板波？在固体和液体介质中各可传播何种类型波？为什么？答：

纵波：

振动方向与传播方向相同 L。

横波：

振动方向与传播方向相互垂直 T/S。

表面波：

沿介质表面传播。

质点振动轨迹为一椭圆。

板波：

板材特有的一种波型，它在板材厚度小于入射波波长时产生的。

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固体中可传播的波：

横波和纵波，因有切变产生。

液体中只存在纵波。

1-4. 什么是平面波、柱面波及球面波？它们各有什么特点？答：

根据波阵面的形状为平面、柱面及球面的不同而分。

（尚 p14） 1-5. 什么是声压反射率和透射率？声波垂直入射到 Z1/Z2界面时，其声压反射率和透射率与哪些因素有关？在什么情况下声压反射率最高？答：

声压反射率是指反射声压与入射声压的比。

(尚 p38)与两种介质声阻抗率相差很大的界面上时，声压几乎全部被反射，无投射波。

1-6. 声波垂直入射到 Z1/Z2界面时，在什么情况下其声压透射率大于 1？这种情形是否违反能量守恒定律？为什么？答：水/钢，即 Z2Z1 不违背能量守恒定律。

因为反射率加透射率和为一。

1-7. 声波垂直入射到薄层两侧介质不同的界面上时，在什么情况下声压往复透过率最高？(尚 p42)() ==, 3 , 2 , 1222nnd 1-8. 分别画图说明声纵波斜入射到固/固、固/液、液/固、固/气、气/固界面上时的反射波和透射波。

(尚 p44)L 为纵波 S 为横波 1-9. 什么是第一、第二、第三临界角？其出现的条件各是什么？并画图说明。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第一：

纵波入射，纵波的折射角为 90只有折射的横波，此时的入射角为第一临界角 CL2CL1 第二：

纵波入射,第二介质中折射波全被反射。

CS2CL1 第三，横波入射，同一介质中，纵波声速恒大于横波声速。

入射到固气界面，只存在反射横波 1-10. 分别画图说明声横波斜入射到固/固、固/液、固/气界面上时的反射波和透射波。

(尚p44)L 为纵波 S 为横波 1-11. 某材料的声阻抗率比钢高5%，求声波垂直入射到这两种材料分界面时的声压反射率和透射率。

2 . 05 . 25 . 01212==+==ZZZZPPRir 8 . 05 . 222122==+==ZZZPPTit 1-12. 已知cl有机=2730m/s，cl 钢=5900m/s， ct 钢=3230m/s。

试求纵波斜入射到有机玻璃/钢界面时的Ⅰ和Ⅱ？21arcsinLLICC= 21arcsinSLIICC= 11arcsinLSIIICC= 113. 设声波斜入射到水/钢界面，已知， c水=1480m/s， cl 钢=5900m/s，ct 钢=3230m/s。

试求：

(1) l=100时的l和t？(2)t=250时的l和l？221122111sinsinsinsinsinSSSSLLLLLICCCCC==== 1-14. 用 5MHz、

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20mm探头测量厚为 15mm 的钢板的介质衰减系数，已知 B1=80%，B4=50%，反射损失为 2dB，不计算扩散衰减，求此钢板的介质衰减系数？（尚33） 115. 如图1所示，有一声源辐射平面波。

平面波入射到实心圆柱体表面，声源距圆柱体对侧圆柱面的距离为 x=a，圆柱体半径为 r，焦距 f=r/2。

试求声轴线上x=a 处的反射声压pa？平面波fxfPPfxfPP00==柱球球面波

+1+1=+1=axf xfaxaPPaxfxfaPP111柱球1-16 试说明公式

+1+1=axfxfaxaPPx11中的各参数的物理意义及公式的应用条件。

并由此到处实心圆柱体、空心圆柱体径向探伤时的回波声压公式以及长横孔的回波声压公式。

答：

（尚 P55-58） 3-1. 已知钢中纵波声速为 cl钢=5900m/s，水中的声速为 c 水=1480m/s。

分别求 2.5MHz/20mm纵波直探头在钢和水中辐射的纵波声场的近场长度N、半扩散角HB及半扩散区长度b？3-2. 用2.5MHz/14mm 纵波直探头水浸探伤铝板，已知铝中的近场长度N=100mm，铝中纵波声速 cl铝=6260m/s，水中声速 c 水=1480m/s。

求水层宽度？ 3-3. 试分别计算用 14 16mm 矩形晶片制作的2.5MHz 的 K1 和 K2 有机玻璃横波斜探头在钢中的近场长度。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 已知 cl有机=2730m/s， ct钢=3230m/s，探头入射点到实际声源的距离为15mm。

3-4. 已知 Lf3N， 200mm 处2mm 平底孔回波高度为 24dB。

分别求 400mm 处4mm 平底孔和 800mm 处2mm 平底孔的回波高度各是多少 dB？ 3-5. 用 2.5MHz/20mm 纵波直探头检测钢中不同反射体的回波高度，已知 cl钢=5900m/s，400mm 处2mm 平底孔波高为 12dB。

求：

(1) 同距离同直径长横孔和球孔的回波高度各是多少 dB？ (2) 同距离处大平底面的底波高度为多少？ 3-6. 有一探头，晶片中的声速 cl =5740m/s，晶片厚度 T=0.574mm。

试求该探头的频率？ 3-7. 用 K1.5 的横波斜探头探测厚度

T=300mm 的钢板焊缝，以其按深度 1:1 调节横波扫描速度，探测中水平刻度f=40 处出现一缺陷。

求缺陷位置？ 3-8. 用 2.5P20Z（2.5MHz/20mm）探头径向探测500mm 的圆柱形工件， CL =5900m/s ，如何利用工件底波调节500/2 灵敏度？ 3-9.用 2.5MHz/20mm 探头探测400mm 的工件，如何利用150mm 处 4 平底孔调节400/2灵敏度？3-10. 用2.5MHz/20mm 纵波直探头探测 500mm 的钢件， cl钢=5900m/s。

探测中在 200mm处发现缺陷，其波高比底波低 12dB。

求此缺陷的平底孔当量？ 3-11. 用 2.5MHz/20mm 直探头,探

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测厚 T=300mm 的锻钢件，要求f3mm 的缺陷不漏检，问利用工件的大平底面如何调节检测灵敏度？若改用与工件材料相同的 200/2 人工平底孔试块，又如何调节灵敏度？ 3-12. 用 4MHz/14mm 纵波直探头探测厚度 T=400mm 的锻钢件，发现距探测面 250mm 处有一缺陷，该缺陷的回波高度与工件的底面回波高度差 16dB。

求此缺陷的平底孔当量？ 3-13. 用 2MHz/20mm 纵波直探头探测厚度 T=350mm 的铸锻件，发现距探测面 200mm 处有一缺陷，其回波高度比2mm 平底孔的回波高度高 11dB，求此缺陷的平底孔当量？并问该缺陷相当于多大的长横孔直径？