無損檢測-李喜孟-主編-課后習(xí)題答案

專業(yè).專注第一章1、試述超聲波的特點(diǎn)和適用范。圍答：（1）特點(diǎn)：a)超聲波的方向性好。b)超聲波的穿透能力強(qiáng)。c)超聲波的能量高。d)遇有界面時，超聲波將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)變。e）對人體無害。（2）適用范圍：工業(yè)超聲檢測常用的工作頻率為0.5~10MHz。較高的頻率主要用于細(xì)晶材料和高靈敏度檢測，而較低的頻率則常用于衰減較大和粗晶材料的檢測。有此特殊要求的檢測工作，往往首先對超聲波的頻率作出選擇，如粗晶材料的超聲檢測常選用1MHz以下的工作頻率，金屬陶瓷等超細(xì)晶材料的檢測，其頻率選擇可達(dá)10~200MHz,甚至更高。2、簡述超聲波有哪此基本波型和分類方法?答：超聲波的基本波型：縱波L、橫波S（T）、表面波R、板波（S型、A型）超聲波有很多分類方法：主要的分類方法有按波振面的形狀分類，按振動持續(xù)時間分類?？v波橫波板波S型按質(zhì)點(diǎn)的振動方向與聲波傳播方向之間的關(guān)系分類平面波表面波A型超聲波的分類按波的形狀分類柱面波球面波連續(xù)波按振動持續(xù)的時間分類3、何謂超聲場，它有哪些基本參量?答：（1）聲場：充滿超聲波的空間，或在介質(zhì)中超聲振動所波及的質(zhì)點(diǎn)占據(jù)的范圍叫超聲場。（2）基本參量：聲壓p，聲強(qiáng)I，分貝和奈培，聲阻抗；質(zhì)點(diǎn)振動位移、質(zhì)點(diǎn)振動速度。4、試分述介質(zhì)聲參量的物理意義和數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：聲參量包括聲阻抗、聲速和聲衰減系數(shù)。聲阻抗：表示聲場中介質(zhì)對質(zhì)點(diǎn)振動的阻礙作用。Z=P/V；.學(xué)習(xí)參考.專業(yè).專注聲速：聲波在介質(zhì)中的傳播速度；常用c表示，C=√?。聲衰減系數(shù)：超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象叫做超聲波的衰減；5、簡述超聲波垂直人射時的r、t、R、T及界面兩側(cè)必須滿足的邊界條件。答：界面上反射聲波壓Pr與入射聲波壓P0之比稱為界面的聲壓反射率，用r表示；界面上投射波聲壓Pt與入射波聲壓P0之比稱為界面的聲壓透射率，用t表示；界面上反射波聲強(qiáng)Ir與入射波聲強(qiáng)I0之比稱之為聲強(qiáng)反射率R；界面上投射聲強(qiáng)It與入射聲強(qiáng)I0之比稱之為聲強(qiáng)透射率T0；界面兩側(cè)的聲波必須滿足兩個邊界條件：1）一側(cè)總聲壓等于另一側(cè)，否則界面兩側(cè)受力不等，將會發(fā)生界面運(yùn)動；2）兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)速度振幅相等，以保持波的連續(xù)性。6、默寫斯涅爾定律，第一.第二臨界角的數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：斯涅爾定律：====11122式中，α——入射角，β——折射角，γ——反射角，L——縱波，S——橫波第一臨界角表達(dá)式：當(dāng)>時，必然有βL>βS；令βL=90°，得第一臨界角：21αⅠ=arcsin1；2當(dāng)αL=αⅠ時，第二介質(zhì)中將只存在折射橫波。第二臨界角表達(dá)式：若>,則βS>αL；令βS=90°，得：αⅡ=arcsin12217、何謂超聲波的聚焦?簡述水浸聚焦探頭的設(shè)計思路。答：由斯涅耳定律可得，超聲波平面波入射到C1<C2的凹曲面和C1>C2的凸曲面上時，其投射波將聚焦。水浸聚焦探頭：根據(jù)平面波入射到C1>C2的凸曲面上時，投射波將產(chǎn)生聚焦的原理設(shè)計制作的。聚焦探頭中的聲透鏡，如果為球面，將獲得點(diǎn)聚焦；如.學(xué)習(xí)參考.專業(yè).專注果為柱面，將獲得線聚焦。8、何謂超聲場的近場區(qū)、遠(yuǎn)場區(qū)和指向性?答：近場區(qū)：X（聲程）<N（近場長度）的區(qū)域?yàn)槁曉吹慕鼒鰠^(qū)；遠(yuǎn)場區(qū)：X>N時的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)場區(qū)；指向性：聲場的指向性是指聲場中θ方向的聲壓振幅Pmax（θ）與θ為0°時的聲壓振幅Pmax（θ）之比，它表達(dá)了聲場中聲壓P的振幅與方向角θ之間的θ）變化關(guān)系，以Dc來表示。Dc=1()9、同一個探頭發(fā)射超聲波，傳播介質(zhì)分別為水、鋁、鋼和有機(jī)玻璃，試問，在哪種材料中越聲波的擴(kuò)散角最大?答：鋁的擴(kuò)散角最大，因?yàn)槌暡ㄔ阡X中的波長最長。10、簡述標(biāo)準(zhǔn)試塊的作用和分類。答：標(biāo)準(zhǔn)試塊可用于測試探傷儀的性能、調(diào)整檢測靈敏度和聲時的測定范圍。例如我國的標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-11、國際標(biāo)準(zhǔn)試塊ⅡW、ⅡW2等。第二章1、對比射線檢測和超聲檢測的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍：答：射線檢測：對氣孔、夾渣、疏松等體積型缺陷的檢測靈敏度較高，對于平面缺陷的檢測靈敏度較低，如當(dāng)射線方向與平面缺陷垂直是就很難檢測出來，另外，射線對人體有害，需要有保護(hù)措施；超聲波檢測：方向性好、穿透力強(qiáng)、能量高、遇到界面時，超聲波將反射、折射和波形的轉(zhuǎn)換以及對人體無害2、X射線、γ射線和中子射線是如何產(chǎn)生的？答：X射線：是一種兩級電子管，將陰極燈絲通電加熱，使之白熾而放出電子，在管的兩板間加上幾十甚至幾百千伏電壓后，由燈絲發(fā)出的電子即以很高的速度撞擊靶面，此時電子能量的絕大部分將轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉，而極少一部分以X射線能量形式輻射出來。γ射線：是一種電磁波，可以從天然放射性原子核中產(chǎn)生，也可以從人工放射性原子核中產(chǎn)生，天然放射性同位素如鐳-226、鈾-235等，價格昂貴；人工.學(xué)習(xí)參考.專業(yè).專注放射源應(yīng)用較廣的有鈷-60、銥-192、銫-137、銩-170等中子射線：通過原子核反應(yīng)產(chǎn)生。除了普通的氫核之外，其他任何原子都含有中子，對其施加強(qiáng)大的作用，中子就釋放出來了。3、X射線檢測的原理是什么？答：當(dāng)射線通過被檢測物體時，有缺陷部位與無缺陷部位對射線吸收能力不同，一般情況是透過有缺陷部位的射線強(qiáng)度高于無缺陷部位射線的強(qiáng)度，因而可以通過檢測透過被檢測物體后的射線強(qiáng)度的差異，來判斷被檢測物體中是否有缺陷4、透度計的使用原則。答：將透度計擺放在透照靈敏度最低的位置，為此，透度計應(yīng)放在工件靠近射線源的一側(cè)，并靠近透照場邊緣的表面上，讓透度計上淺槽的一端或直徑小的一側(cè)遠(yuǎn)離射線中心。每張底片原則上必須有透度計5、不同形狀的工件如何確定合適的投射方向？答：（1）、平板形工件：讓X射線從前方照射，將膠片放在被檢測部位的后面。再檢測V形坡口對焊的焊縫和X形坡口對焊的焊縫時，除了從垂直方向進(jìn)行照射外，還要在坡口斜面的垂直方向進(jìn)行照射。(2)、圓管：使膠片與被檢測部位的貼合要緊密，并使錐形中心輻射線與被檢測區(qū)域中心的切面相互垂直。(3)、角形件：X射線照射的方向多為其角的二等分線的方向(4)、管接頭焊縫：照射在接頭和管的連接處(5)、圓柱體：使用濾波板，安裝在X射線管保護(hù)罩的窗口上。6、鑄件和焊件中常見缺陷在底上片的特征是什么？答：（1）鑄件：1）氣孔：呈圓形、橢圓形、長形或梨形黑斑，邊界清晰，有單個有密集或呈鏈狀分布。2）疏松：羽毛或?qū)訔l狀的暗色影像或?yàn)楹＞d狀或云狀的暗色團(tuán)塊。3）縮孔：呈樹枝狀、細(xì)絲或鋸齒狀的黑色影像。4）針孔：呈近似圓形的暗點(diǎn)或長形暗色影像。5）溶劑夾渣：白色斑點(diǎn)或雪花狀，有的還呈蘑菇云狀。6）氧化夾渣：形狀不定而輪廓清晰的黑斑，單個或者密集。.學(xué)習(xí)參考.專業(yè).專注7）夾砂：呈近白色的半點(diǎn)或黑色斑點(diǎn)，邊界較清晰，形狀不規(guī)則，分布不均勻。8）金屬夾渣物：明亮影像或黑色影像，輪廓較明晰，形狀不規(guī)則，分布不均勻。9）冷隔：呈明顯的似斷似續(xù)的黑色條紋，形狀不規(guī)則，邊緣模糊不清。10）偏析：亮的斑點(diǎn)或云狀。11）裂紋：呈黑色的曲線或直線。（2）焊件：1）氣孔：呈圓形、橢圓形、長形或梨形黑斑，邊界清晰，有單個有密集或呈鏈狀分布。2）夾渣：不規(guī)則的黑色塊狀、條狀和點(diǎn)狀或白色斑點(diǎn)3）未焊透：呈平行于焊縫方向的連續(xù)的或間斷的黑線或斷續(xù)點(diǎn)狀，黑度的深淺不一。4）未熔合：呈直線狀的黑色條紋，密度較大且直或不是很長。5）裂紋：呈黑色的曲線或直線。方向可能是任意方向7、γ射線和中子射線檢測的特點(diǎn)是什么？答：（1）γ射線：1)可以根據(jù)不同檢測厚度來調(diào)節(jié)能量，它有自己固定的能量；2）曝光時間比較長，一般都要增感屏；3）隨時都在放射4）穿透力強(qiáng)，但是靈敏度低，可用于高空、水下和野外作業(yè)（2）中子射線：有更強(qiáng)的穿透力，對不同元素有不同的吸收系數(shù)，可以真實(shí)地轉(zhuǎn)換中子射線圖像，一般用來檢測的含氫、硼、鋰的物質(zhì)與重金屬組合的物體、檢查爆炸裝置。檢查陶瓷中的含水情況、檢查密封在金屬中的固體火箭推進(jìn)劑。第三章1、何謂趨膚效應(yīng)?趨膚效應(yīng)用什么物理量表示，它與哪些物理參數(shù)有關(guān)?答:①當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體時，分布在導(dǎo)體橫截面上的電流密度是不均勻的，即表層電流密度最大，越靠近截面的中心電流密度則越小，這種現(xiàn)象即所謂交變電流分布的趨膚效應(yīng)。②趨膚效應(yīng)的存在使交變電流激勵磁場的強(qiáng)度以及感生渦流的密度從被檢材料或工件的表面到其內(nèi)部按指數(shù)分布規(guī)律遞減。在渦流檢測中，將渦流密度衰減.學(xué)習(xí)參考.專業(yè).專注為其表面1?e（36.8％）時對應(yīng)的深度定義為滲透深，度其數(shù)學(xué)表達(dá)為：1h=503/(fμγ）2，式中，h——滲透深度（m）、f——電流頻率（Hz）、μr——相對磁導(dǎo)率、γ——電導(dǎo)率（S/m）③滲透深度是反應(yīng)渦流密度分布與被檢材料的電導(dǎo)率，磁導(dǎo)率以及激勵頻率之間基本關(guān)系的特征值。2、Z何謂規(guī)一化阻抗？為什么要對檢測線圈阻抗進(jìn)行規(guī)一化處理?答:規(guī)一化阻抗是一種歸一化方法，選取一個固定電阻R作為基準(zhǔn)電阻用基準(zhǔn)電阻R去除實(shí)際阻抗Z就得到了規(guī)一化處理。原因：為了消除初級線圈自身阻抗的變化對Z的這種影響需要進(jìn)行規(guī)一化處理。3、何謂渦流檢測的相似律?何謂渦流檢測線圈的提離效應(yīng)!答:①只要規(guī)定頻率比f/fg相同：f1μ1γ1d21=f2μ2γ2d22成立，則兩個不同工件內(nèi)的有效磁導(dǎo)ueff，渦流密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布也相同,這即所謂的渦流檢測的相似律。②線圈充填系數(shù)：η=（d）2；是表示實(shí)際占據(jù)線圈橫截面的分?jǐn)?shù)。d為電圓柱體的直徑Da檢測線圈的內(nèi)徑。③用探頭式線圈檢測板材時，線圈阻抗的變化不僅與材料的電導(dǎo)率,磁導(dǎo)率等因素的變化有關(guān)，而且還受線圈至板材表面距離變化的影響，此即所謂“提離效應(yīng)”。第四章1、簡述磁粉檢測原理。磁粉檢測能否檢驗(yàn)不銹鋼焊縫中的缺陷？答：磁粉探傷的原理是指鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小，從