第1章聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)-緒論

測(cè)試與光電工程學(xué)院無(wú)損檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)第一部分、緒論第二部分、超聲檢測(cè)物理基礎(chǔ)第三部分、儀器試塊與通用方法課程內(nèi)容第四部分、通用技術(shù)第五部分、典型構(gòu)件和材料第六部分、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用盧超：博士，教授，研究生導(dǎo)師，無(wú)損檢測(cè)高級(jí)人員（UT，MTIII級(jí)）研究領(lǐng)域：檢測(cè)聲學(xué)，聲學(xué)檢測(cè)評(píng)價(jià)與儀器，辦公室：逸夫樓306B,83953487驗(yàn)室：逸夫樓210-214聲學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室

Email:luchaoniat@163.com

授課教師陳振華：博士，研究生導(dǎo)師

0.聲學(xué)的門(mén)類(lèi)和定義1.超聲檢測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史2.超聲檢測(cè)原理3.超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要超聲特性4.超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性5.超聲檢測(cè)的適用范圍6.聲學(xué)（超聲）檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù)7.本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容8.參考書(shū)目與學(xué)術(shù)期刊第一章緒論0.聲學(xué)的門(mén)類(lèi)和定義

聲學(xué)——（Acoustics）研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的科學(xué)。聲波——（Sound或Soundwave）彈性介質(zhì)中傳播的壓力、應(yīng)力、質(zhì)點(diǎn)位移、質(zhì)點(diǎn)速度等的變化或幾種變化的綜合。理論聲學(xué)——（TheoryofsoundorTheoryof

acoustics）

應(yīng)用聲學(xué)——（Appliedacoustics）

波動(dòng)聲學(xué)——（waveacoustics）用波動(dòng)的觀點(diǎn)研究聲學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。幾何聲學(xué)——（geometricalacoustics或rayacoustics）用聲線的觀點(diǎn)研究聲學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。物理聲學(xué)——（physicalacoustics）研究聲學(xué)中基本物理問(wèn)題的科學(xué)。

水聲學(xué)——（wateracoustics）

建筑聲學(xué)——（architecturalacoustics）超聲學(xué)——（Ultrasonics）

電聲學(xué)——（Electroacoustics）研究電聲換能器原理、技術(shù)和應(yīng)用的科學(xué)。1.超聲檢測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史

用超聲進(jìn)行金屬內(nèi)部缺陷檢測(cè)穿透法脈沖回波法顯示方法的改進(jìn)數(shù)字超聲探傷儀自動(dòng)成像檢測(cè)1929年——蘇聯(lián)薩哈諾夫提出用超聲研究物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷。

1936年——完成連續(xù)波穿透法探傷的實(shí)驗(yàn)室研究。

1944~1946年——美、英開(kāi)發(fā)出脈沖反射式超聲波探傷儀，并逐步用于鍛鋼和厚鋼板探傷，以后相繼用于各機(jī)械制造工業(yè)。1956年——dB表示法的推廣、AVG曲線的提出，逐漸形成了近代超聲探傷技術(shù)。

70年代——對(duì)超聲全息、回波頻譜分析、裂紋深度測(cè)量、裂紋擴(kuò)展和機(jī)械件的使用壽命進(jìn)行研究。

2超聲檢測(cè)原理根據(jù)超聲波在材料中傳播特性，檢測(cè)材料中的缺陷。過(guò)程：向工件中發(fā)射超聲波；超聲波在工件中傳播，遇到缺陷，傳播特性改變；檢測(cè)變化后的超聲波，并進(jìn)行處理和分析；根據(jù)接收波的特征，評(píng)估工件內(nèi)存在缺陷的特性。3超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要特性（1）超聲波的束射特性——可對(duì)缺陷定位（能量集中）

（2）超聲波在單一（均勻）介質(zhì)中的傳輸特性

*速度特性：可測(cè)溫度、密度、濃度、強(qiáng)度（如楊氏模量）、壓強(qiáng)、殘余應(yīng)力、球墨鑄鐵的球化率、螺栓的緊固應(yīng)力等。*衰減特性：材質(zhì)衰減主要與材料的顯微組織形態(tài)，材料成分、缺陷以及應(yīng)力狀態(tài)等有關(guān)。

因此可用超聲測(cè)定金屬材料的實(shí)際晶粒度、材料成分、熱處理質(zhì)量、材料中的應(yīng)力、混凝土中的沙石比例、礦漿或紙漿的濃度等。*強(qiáng)穿透特性:（3）超聲在界面的反射、折射和波型轉(zhuǎn)換（4）超聲波的諧振特性：可用此性質(zhì)測(cè)量工件的厚度，可以探測(cè)膠接結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料中有無(wú)脫粘、分層、貧膠、氣孔等缺陷。（5）超聲波的頻譜特性4超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性?xún)?yōu)點(diǎn)：適應(yīng)于檢測(cè)各種材料：穿透能量強(qiáng)；靈敏度高；可檢測(cè)內(nèi)部及表面的微裂紋；可對(duì)缺陷定位；可遠(yuǎn)距離檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；設(shè)備輕便，環(huán)保，對(duì)人體無(wú)害。局限性：由于盲區(qū)和缺陷取向的影響，某些缺陷難于檢測(cè)；形狀復(fù)雜的工件，有一定的難度；材料組織的均勻性對(duì)靈敏度和信噪比有影響；對(duì)缺陷定量、定性的評(píng)定需要豐富的經(jīng)驗(yàn)；壓電晶片探頭，需要耦合劑。5超聲檢測(cè)的適應(yīng)范圍材料方面：適合各種材料；制造工藝：鍛件、鑄件、焊接件、膠接件、復(fù)合材料；工件形狀：板材、棒材、管材；工件厚度：可小到1毫米，大到幾米；缺陷位置：內(nèi)部缺陷和表面缺陷；產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域：國(guó)防、航空航天、船舶、民用工業(yè)、建筑、交通、鐵道、農(nóng)林產(chǎn)品等。6超聲檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù)TOFD檢測(cè)技術(shù)：將在焊接件檢測(cè)中取代射線檢測(cè)；導(dǎo)波檢測(cè)方法：管道、大型構(gòu)建、機(jī)身、梁等；超聲相控陣：電子掃描聚焦成像檢測(cè)；激光超聲檢測(cè)：復(fù)合材料及特殊金屬材料；超聲顯微鏡成像檢測(cè)：精細(xì)陶瓷，半導(dǎo)體晶片等7本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容超聲檢測(cè)物理基礎(chǔ)，超聲探傷通用技術(shù)、典型構(gòu)件與材料的檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等8參考書(shū)、學(xué)術(shù)期刊及網(wǎng)站1）參考書(shū)：*蔣危平，方京，超聲檢測(cè)學(xué)，武漢測(cè)繪科技大學(xué)，1991*國(guó)防培訓(xùn)教材，超聲檢測(cè)，國(guó)防工業(yè)出版社，2005*冶金部培訓(xùn)教材，金屬材料的超聲波探傷，2002*杜功煥，聲學(xué)基礎(chǔ)（第2版），南京大學(xué)出版社，2001*夏紀(jì)真，工業(yè)超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，廣東科技出版社，2009*李家偉、陳積懋《無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2002*《美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)》（超聲卷)世界圖書(shū)出版公司，19962）學(xué)術(shù)期刊*《無(wú)損檢測(cè)》，上海材料研究所，中國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)會(huì)刊*《無(wú)損探傷》，遼寧丹東；*《應(yīng)用聲學(xué)》，中科院聲學(xué)所；*《聲學(xué)技術(shù)》，上海東海站；*《聲學(xué)學(xué)報(bào)》，中科院聲學(xué)所；*《NDT&EInternational》，*《Ultrasonics》*《Nondestruc