超聲檢測考試題和答案

1、第一章一、是非題1.1波動過程中能量傳播是靠相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的相互碰撞來完成的。()1.2波只能在彈性介質(zhì)中產(chǎn)生和傳播。()1.3由于機(jī)械波是由機(jī)械振動產(chǎn)生的，所以波動頻率等于振動頻率。()1.4由于機(jī)械波是由機(jī)械振動產(chǎn)生的，所以波長等于振幅。()1.5傳聲介質(zhì)的彈性模量越大，密度越小，聲速就越高。()1.6 物體作諧振動時，在平衡位置的勢能為零。()1.7一般固體介質(zhì)中的聲速隨溫度升高而增大。()1.8由端角反射率試驗結(jié)果推斷，使用K 1.5 的探頭探測單面焊焊縫根部未焊透缺陷，靈敏度較低，可能造成漏檢。( )1.9超聲波擴(kuò)散衰減的大小與介質(zhì)無關(guān)。()1.10超聲波的頻率越高，傳播速度越快。()1

2、.11介質(zhì)能傳播橫波和表面波的必要條件是介質(zhì)具有切變彈性模量。()1.12頻率相同的縱波，在水中的波長大于在鋼中的波長。()1.13既然水波能在水面?zhèn)鞑?，那么超聲表面波也能沿液體表面?zhèn)鞑ァ?)1.14因為超聲波是由機(jī)械振動產(chǎn)生的，所以超聲波在介質(zhì)中的傳播速度即為質(zhì)點(diǎn)的振動速度。()1.15如材質(zhì)相同，細(xì)鋼棒（直徑）與鋼鍛件中的聲速相同。()1.16在同種固體材料中，縱、橫波聲速之比為常數(shù)。()1.17不同的固體介質(zhì)，彈性模量越大，密度越大，則聲速越大。()1.18表面波在介質(zhì)表面作橢圓振動，橢圓的長軸平行于波的傳播方向。()1.19波的疊加原理說明，幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇時，都可以合成一

3、個波繼續(xù)傳播。()1.20在超聲波傳播方向上，單位面積 .單位時間通過的超聲能量叫聲強(qiáng)。 ( )1.21超聲波的能量遠(yuǎn)大于聲波的能量，1M Hz 的超聲波的能量相當(dāng)于1K Hz 聲波能量的100 萬倍。()1.22聲壓差 2 倍，則兩信號的分貝差為6dB （分貝）。()1.23材料的聲阻抗越大，超聲波傳播時衰減越大。()1.24平面波垂直入射到界面上，入射聲壓等于透射聲壓和反射聲壓之和。()1.25平面波垂直入射到界面上，入射能量等于透射能量與反射能量之和。()1.26超聲波的擴(kuò)散衰減與波型，聲程和傳聲介質(zhì)、晶粒度有關(guān)。()1.27對同一材料而言，橫波的衰減系數(shù)比縱波大得多。()1.28界面上

4、入射聲束的折射角等于反射角。()1.29當(dāng)聲束以一定角度入射到不同介質(zhì)的界面上，會發(fā)生波型轉(zhuǎn)換。()1.30在同一固體材料中，傳播縱、橫波時聲阻抗不一樣。()1.31聲阻抗是衡量介質(zhì)聲學(xué)特性的重要參數(shù)，溫度變化對材料的聲阻抗無任何影響。()1.32超聲波垂直入射到平界面時，聲強(qiáng)反射率與聲強(qiáng)透射率之和等于1。 ()1.33超聲波垂直入射到異質(zhì)界面時，界面一側(cè)的總聲壓等于另一側(cè)的總聲壓。()1.34超聲波垂直入射到 Z2 1 的界面時，聲壓透過率大于1，說明界面有增強(qiáng)聲壓的作用。()1.35超聲波垂直入射到異質(zhì)界面時，當(dāng)?shù)酌嫒瓷鋾r， 聲壓往復(fù)透射率與聲強(qiáng)透射率在數(shù)值上相等。( )1.36超聲波垂

5、直入射時，界面兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗差愈小，聲壓往復(fù)透射率愈低。()1.37當(dāng)鋼中的氣隙 ( 如裂紋 )厚度一定時，超聲波頻率增加，反射波高也隨著增加。( )1.38超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，同種波型的反射角等于折射角。()1.39超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，同種波型的折射角總大于入射角。()1.40超聲波以 10°角入射至水 /鋼界面時，反射角等于10°。()1.41超聲波入射至鋼 / 水界面時，第一臨界角約為14.5 °。()1.42第二介質(zhì)中折射的橫波平行于界面時的縱波入射角為第一臨界角。()1.43如果有機(jī)玻璃 / 鋁界面的第一臨界角大于有機(jī)玻璃/鋼界面第一臨界

6、角，則前者的第二臨界角也一定大于后者。()1.44只有當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)為固體介質(zhì)時，才會有第三臨界角。()1.45橫波斜入射至鋼 / 空氣界面時，入射角在30°左右時，橫波聲壓反射率最低。 ( )1.46超聲波入射到CC的凹曲面時，其透過波發(fā)散。()1.47超聲波入射到1 C 的凸曲面時，其透過波集聚。()1.48以有機(jī)玻璃作聲透鏡的水浸聚焦探頭，有機(jī)玻璃/水界面為凹曲面。 ()1.49介質(zhì)的聲阻抗愈大，引起的超聲波的衰減愈嚴(yán)重。()1.50聚焦探頭輻射的聲波，在材質(zhì)中的衰減小。()1.51超聲波探傷中所指的衰減僅為材料對聲波的吸收作用。()1.52超聲平面波不存在材質(zhì)衰減。( )是非題答

7、案1.1×1.2×1.31.4×1.5 ?1.61.7×1.81.91.10 ×?1.11 1.12×1.13 ×1.14 ×1.15×?1.16 1.17×1.18 ×1.19 ×1.20×?1.21 1.22×1.23 ×1.24 ×1.25?1.26 ×1.271.28 ×1.29 1.30?1.31 ×1.321.33 1.34 ×1.35?1.36 ×1.371.38 

8、5;1.39 ×1.40?1.41 ×1.42×1.43 ×1.44 1.45?1.46 ×1.471.48 ×1.49 ×1.50×?1.51 ×1.52×?第一章二、選擇題1.1以下關(guān)于諧振動的敘述，哪一條是錯誤的()?A. 諧振動就是質(zhì)點(diǎn)在作勻速圓周運(yùn)動。B. 任何復(fù)雜振動都可視為多個諧振動的合成。C. 在諧振動中，質(zhì)點(diǎn)在位移最大處受力最大，速度為零。D. 在諧振動中，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置速度最大，受力為零。1.2 超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時，下面哪句話是錯誤的（C）A. 介質(zhì)由近及遠(yuǎn)，一層一層地

9、振動 B. 能量逐層向前傳播C.遇到障礙物的尺寸只要大于聲束寬度就會全部反射D. 遇到很小的缺陷會產(chǎn)生繞射1.3超聲波是頻率超出人耳聽覺的彈性機(jī)械波，其頻率范圍約為：( )A. 高于 20000HzB.1 10MHzC. 高于 200HzD.0.25 15MHz1.4在金屬材料的超聲波探傷中，使用最多的頻率范圍是：()A.10 25MHzB.1 1000KHzC.1 5MHzD.大于 20000MHz1.5機(jī)械波的波速取決于()A. 機(jī)械振動中質(zhì)點(diǎn)的速度B. 機(jī)械振動中質(zhì)點(diǎn)的振幅C. 機(jī)械振動中質(zhì)點(diǎn)的振動頻率D. 彈性介質(zhì)的特性1.6在同種固體材料中，縱波聲速C ，橫波聲速 C S,表面波聲速

10、 CR 之間的關(guān)系是： ( )A.C R CS CLB.C SCLCRC.C LCSCRD.以上都不對1.7在下列不同類型超聲波中，哪種波的傳播速度隨頻率的不同而改變?( )A. 表面波B. 板波C.疏密波D.剪切波1.8超聲波入射到異質(zhì)界面時，可能發(fā)生()A. 反射B.折射C. 波型轉(zhuǎn)換D.以上都是1.9超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與()有關(guān)。A. 介質(zhì)的彈性B. 介質(zhì)的密度C. 超聲波波型D.以上全部1.10 在同一固體材料中，縱、橫波聲速之比，與材料的()有關(guān) ?A. 密度B.彈性模量C.泊松比D. 以上全部1.11 質(zhì)點(diǎn)振動方向垂直于波的傳播方向的波是：()A. 縱波B.橫波C. 表面波D

11、. 蘭姆波1.12 在流體中可傳播：()A. 縱波B.橫波C. 縱波、橫波及表面波D. 切變波1.13超聲縱波、橫波和表面波速度主要取決于：()A. 頻率B.傳聲介質(zhì)的幾何尺寸C. 傳聲材料的彈性模量和密度D. 以上都不全面，須視具體情況而定1.14超聲波聲速 c 、波長 與頻率 f 之間的關(guān)系為（）A. c= fB. f=cC. = cf2D. c= f1.15鋼中超聲波縱波聲速為590000cm/s ，若頻率為 10MHz則其波長為： ( )A.59mmB.5.9mmC.0.59mmD.2.36mm1.16下面哪種超聲波的波長最短( )A. 水中傳播的2MHz 縱波B. 鋼中傳播的2.5M

12、Hz 橫波C. 鋼中傳播的5MHz 縱波D. 鋼中傳播的2MHz 表面波1.17 一般認(rèn)為表面波作用于物體的深度大約為()A. 半個波長B. 一個波長C. 兩個波長個波長1.18 鋼中表面波的能量大約在距表面多深的距離會降低到原來的1/25 。 ()A. 五個波長B. 一個波長C.1/10波長波長1.19 脈沖反射法超聲波探傷主要利用超聲波傳播過程中的（）A. 散射特性B. 反射特性C. 透射特性D.擴(kuò)散特性1.20 超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時有()A. 質(zhì)點(diǎn)振動和質(zhì)點(diǎn)移動B. 質(zhì)點(diǎn)振動和振動傳遞C. 質(zhì)點(diǎn)振動和能量傳播D.B 和 C1.21 超聲波在彈性介質(zhì)中的速度是()A. 質(zhì)點(diǎn)振動的速度B

13、. 聲能的傳播速度C. 波長和傳播時間的乘積D.以上都不是1.22 若頻率一定，下列哪種波型在固體彈性介質(zhì)中傳播的波長最短：()A. 剪切波B. 壓縮波C. 橫波D. 瑞利表面波1.23 材料的聲速和密度的乘積稱為聲阻抗，它將影響超聲波()A. 在傳播時的材質(zhì)衰減B. 從一個介質(zhì)到達(dá)另一個介質(zhì)時在界面上的反射和透射C. 在傳播時的散射D.擴(kuò)散角大小1.24 聲阻抗是： ()A. 超聲振動的參數(shù)B. 界面的參數(shù)C. 傳聲介質(zhì)的參數(shù)D.以上都不對1.25當(dāng)超聲縱波由水垂直射向鋼時，其聲壓透射率大于1，這意味著： ()A. 能量守恒定律在這里不起作用B. 透射能量大于入射能量C.A與B都對D.以上都

14、不對1.26當(dāng)超聲縱波由鋼垂直射向水時，其聲壓反射率小于0，這意味著： ()A. 透射能量大于入射能量B. 反射超聲波振動相位與入射聲波互成180°C. 超聲波無法透入水中D. 以上都不對1.27 垂直入射到異質(zhì)界面的超聲波束的反射聲壓和透射聲壓：()A. 與界面兩邊材料的聲速有關(guān)B. 與界面兩邊材料的密度有關(guān)C. 與界面兩邊材料的聲阻抗有關(guān)D. 與入射聲波波型有關(guān)1.28 在液浸探傷中，哪種波會迅速衰減：()A. 縱波B.橫波C. 表面波D. 切變波1.29 超聲波傳播過程中，遇到尺寸與波長相當(dāng)?shù)恼系K物時，將發(fā)生()A. 只繞射，無反射B. 既反射，又繞射C. 只反射，無繞射D.以

15、上都可能1.30 在同一固體介質(zhì)中，當(dāng)分別傳播縱、橫波時，它的聲阻抗將是()A. 一樣B.傳播橫波時大C. 傳播縱波時大D.無法確定1.31 超聲波垂直入射到異質(zhì)界面時，反射波與透過波聲能的分配比例取決于()A. 界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速B. 界面兩側(cè)介質(zhì)的衰減系數(shù)C. 界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗D.以上全部1.32在同一界面上，聲強(qiáng)透射率T 與聲壓反射率r 之間的關(guān)系是 ()A.T=r 2B.T=1 r2C. rD.T=1 r1.33在同一界面上，聲強(qiáng)反射率R 與聲強(qiáng)透射率T 之間的關(guān)系是 ()A.R+T=1B.T=1 RC.R=1 TD. 以上全對1.34 超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面時，其傳播方向的改變

16、主要取決于()A. 界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗B. 界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速C. 界面兩側(cè)介質(zhì)衰減系數(shù)D.以上全部1.35 傾斜入射到異質(zhì)界面的超聲波束的反射聲壓與透射聲壓與哪一因素有關(guān)()A. 反射波波型B. 入射角度C. 界面兩側(cè)的聲阻抗D.以上都是1.36 縱波垂直入射水浸法超聲波探傷，若工件底面全反射，計算底面回波聲壓公式為()1.37 一般地說，如果頻率相同，則在粗晶材料中穿透能力最強(qiáng)的振動波型為：()A. 表面波B. 縱波C. 橫波D. 三種波型的穿透力相同1.38 不同振動頻率，而在鋼中有最高聲速的波型是：()的縱波的橫波C.10MHz的爬波D.5MHz的表面波1.39 在水 / 鋼界面上，

17、水中入射角為17°，在鋼中傳播的主要振動波型為：()A. 表面波B. 橫波C.縱波D.B和 C1.40 當(dāng)超聲縱波由有機(jī)玻璃以入射角15°射向鋼界面時，可能存在：()A. 反射縱波B. 反射橫波C. 折射縱波和折射橫波D. 以上都有1.41 如果將用于鋼的K2探頭去探測鋁(CFe =3.23km/s,CAl =3.10km/s),則K值會()A. 大于2B.小于2C. 仍等于2D. 還需其它參數(shù)才能確定1.42 如果超聲縱波由水以20°入射到鋼界面，則在鋼中橫波折射角為：()A. 約 48°B.約 24°C.39 °D. 以上都不對1

18、.43 第一臨界角是：()A. 折射縱波等于90°時的橫波入射角B. 折射橫波等于90°時的縱波入射角C. 折射縱波等于90°時的縱波入射角D. 入射縱波接近90°時的折射角1.44 第二臨界角是：()A. 縱波折射角等于90°時的橫波入射角B. 橫波折射角等于90°時的縱波入射角C. 縱波折射角等于90°時的縱波入射角D. 縱波入射角接近90°時的折射角1.45 要在工件中得到純橫波，探頭入射角必須： ()A. 大于第二臨界角B. 大于第一臨界角C. 在第一、第二臨界角之間D. 小于第二臨界角1.46 一般均要求

19、斜探頭楔塊材料的縱波速度小于被檢材料的縱波聲速，因為只有這樣才有可能：()A. 在工件中得到純橫波B. 得到良好的聲束指向性C. 實現(xiàn)聲束聚焦D.減少近場區(qū)的影響1.47縱波以 20°入射角自水入射至鋼中，下圖中哪一個聲束路徑是正確的?()1.48用入射角為 52°的斜探頭探測方鋼，下圖中哪一個聲束路徑是正確的?()1.49直探頭縱波探測具有傾斜底面的鍛鋼件，下圖中哪一個聲束路徑是正確的?()1.50第一介質(zhì)為有機(jī)玻璃 (C =2700m/s), 第二介質(zhì)為銅 (C =4700m/s;C =2300m/s)，則第臨界角為 ( )1.51用 4MHz 鋼質(zhì)保護(hù)膜直探頭經(jīng)甘油耦

20、合后，對鋼試件進(jìn)行探測，若要得到最佳透聲效果，其耦合層厚度為 (甘油 C =1920m/s)()A.1.45mmB.0.20mmC.0.7375mmD.0.24mm1.52 用直探頭以水為透聲楔塊使鋼板對接焊縫中得到橫波檢測，此時探頭聲束軸線相對于探測面的傾角范圍為： ()A.14.7°27.7 °B.62.3 ° 75.3 °C.27.2°56.7 °D. 不受限制1.53 有一不銹鋼復(fù)合鋼板，不銹鋼復(fù)合層聲阻抗Z1，基體鋼板聲阻抗Z2，今從鋼板一側(cè)以2.5MHz 直探頭直接接觸法探測，則界面上聲壓透射率公式為：()1.54 由材質(zhì)

21、衰減引起的超聲波減弱dB 數(shù)等于： ()A. 衰減系數(shù)與聲程的乘積B. 衰減系數(shù)與深度的乘積C ( 為衰減系數(shù)， s 為聲程 )D. 以上都不對1.55 超聲波 (活塞波 )在非均勻介質(zhì)中傳播，引起聲能衰減的原因是：()A. 介質(zhì)對超聲波的吸收B. 介質(zhì)對超聲波的散射C. 聲束擴(kuò)散D.以上全部1.56 斜探頭直接接觸法探測鋼板焊縫時，其橫波：()A. 在有機(jī)玻璃斜楔塊中產(chǎn)生B. 從晶片上直接產(chǎn)生C. 在有機(jī)玻璃與耦合層界面上產(chǎn)生D. 在耦合層與鋼板界面上產(chǎn)生1.57 制作凹曲面的聚焦透鏡時，若透鏡材料聲速為C ，第二透聲介質(zhì)聲速為 C ，則兩者材料應(yīng)滿足如下關(guān)系：()A.C 1 C2B.C 1

22、C2C.C 1C2D.Z 1Z 21.58當(dāng)聚焦探頭聲透鏡的曲率半徑增大時，透鏡焦距將：( )A. 增大B.不變C. 減小D. 以上都不對1.59平面波在曲界面上透過情況，正確的圖是：()C1C2C1 C2C1C2C1 C21.60介質(zhì)的吸收衰減與頻率的關(guān)系是( )A. 與頻率成反比B. 與頻率成正比C. 與頻率的平方成正比D. 與頻率的平方成反比1.61 由材料晶粒粗大而引起的衰減屬于()A. 擴(kuò)散衰減B. 散射衰減C. 吸收衰減D.以上都是1.62 與超聲頻率無關(guān)的衰減方式是()A. 擴(kuò)散衰減B. 散射衰減C. 吸收衰減D.以上都是1.63 下面有關(guān)材料衰減的敘述，哪句話是錯誤的：()A.

23、 橫波衰減比縱波嚴(yán)重B. 固體材料的衰減系數(shù)一般隨溫度上升而增大C. 當(dāng)晶粒度大于波長 1/10 時對探傷有顯著影響D. 提高增益可完全克服衰減對探傷的影響選擇題答案1.1A1.2C1.3A1.4C1.5 D1.6C1.7B1.8D1.9D1.10C1.11B1.12A1.13C1.14D1.15C1.16A1.17C1.18B1.19B1.20D1.21B1.22D1.23B1.24C1.25D1.26B1.27C1.28C1.29B1.30C1.31C1.32B1.33D1.34B1.35D1.36A1.37B1.38A1.39C1.40D1.41B1.42A1.43C1.44B1.45C

24、1.46A1.47D1.48D1.49B1.50D1.51D1.52B1.53C1.54A1.55D1.56D1.57A1.58A1.59B1.60B?1.61B1.62A1.63D?第一章三、問答題1.1什么是機(jī)械振動和機(jī)械波? 二者有何關(guān)系 ?1.2什么是振動周期和振動頻率?二者有何關(guān)系 ?1.3什么是諧振動 ?有何特點(diǎn) ?什么叫阻尼振動和受迫振動 ?三者有何不同 ?1.4什么是彈性介質(zhì) ? 同樣作為傳聲介質(zhì)，固體和液體、氣體有哪些不同1.5什么是波動頻率、波速和波長? 三者有何關(guān)系 ?1.6什么是超聲波 ?工業(yè)探傷應(yīng)用的頻率范圍是多少?在超聲波探傷中應(yīng)用了超聲波的哪些主要性質(zhì)?1.7什么

25、是波線、波陣面和波前?它們有何關(guān)系 ?1.8什么是平面波、柱面波和球面波?各有何特點(diǎn) ?實際應(yīng)用的超聲波探頭發(fā)出的波屬于什么波?1.9簡述影響超聲波在介質(zhì)中傳播速度的因素有哪些?1.10什么是波的疊加原理? 疊加原理說明了什么 ?1.11什么叫波的干涉現(xiàn)象? 什么情況下合成振幅最大?什么情況下合成振幅最小?1.12什么叫惠更斯原理？它有什么作用？1.13何謂繞射 ( 衍射 )? 繞射現(xiàn)象的發(fā)生與哪些因素有關(guān) ?1.14什么叫超聲場 ? 超聲場的特征量有哪些 ?1.15在什么樣的異質(zhì)薄層界面上聲壓往復(fù)透過率最高?1.16什么叫波型轉(zhuǎn)換 ?波型轉(zhuǎn)換與哪些因素有關(guān) ?1.17什么叫端角反射 ?它有何

26、特點(diǎn) ?超聲波檢測單面焊根部未焊透缺陷時，探頭K 值應(yīng)怎樣選擇 ?1.18什么叫超聲波的衰減? 簡述衰減的種類和原因 ?問答題參考答案1.1 答：物體沿著直線或曲線在某一平衡位置附近作往復(fù)周期性的運(yùn)動，稱為機(jī)械振動。機(jī)械振動在彈性介質(zhì)中傳播就產(chǎn)生機(jī)械波，振動是產(chǎn)生波動的根源，而波動是振動這一運(yùn)動方式在介質(zhì)中的傳播。1.2 答：振動物體完成一次全振動所需要的時間，稱為振動周期，用T 表示。常用單位為秒(s) 。振動物體在單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)，稱為振動頻率，用f 表示。常用單位為赫茲(Hz) ，1 赫茲表示1 秒鐘內(nèi)完成 1 次全振動，即1Hz 1 次 /秒。由周期和頻率的定義可知，二者互為

27、倒數(shù)，即：T 1/f 。1.3 答：質(zhì)點(diǎn) M 作勻速圓周運(yùn)動時，其水平投影是一種振動。質(zhì)點(diǎn)M 的水平位移y 和時間t 的關(guān)系可用方程 y Acos(t+ )來描述，該方程稱為諧振方程，凡滿足諧振方程的振動就是諧振動。在諧振方程中， A 振幅，即最大水平位移；圓頻率；即1 秒鐘內(nèi)變化的弧度數(shù)，；初相位，即 t 0 時質(zhì)點(diǎn) M 的相位；諧振動的特點(diǎn)是： 物體受到的回復(fù)力大小與位移成正比， 其方向總是指向平衡位置， 諧振物體的振幅不變，頻率不變。由于物體做諧振動時，只有彈性力或重力做功，其它力不做功，符合機(jī)械能守恒的條件，因此諧振物體的能量遵守機(jī)械能守恒。 在平衡位置時動能最大勢能為零， 在位移最大

28、位置時勢能最大動能為零，其總能量始終保持不變。諧振動是最簡單最基本的直線運(yùn)動，任何復(fù)雜的振動都可視為多個諧振動的合成。由于阻力的作用，使振動系統(tǒng)的能量或振幅隨時間不斷減少的振動稱為阻尼振動。物體受到周期性變化的外力作用時產(chǎn)生的振動稱為受迫振動。1.4 答：在介質(zhì)內(nèi)部，各質(zhì)點(diǎn)間以彈性力聯(lián)系在一起，這樣的介質(zhì)稱為彈性介質(zhì)。一般固體、液體、氣體都可視為彈性介質(zhì)。但前者與后兩者存在區(qū)別，固體內(nèi)部可以存在拉、壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力，而液體或氣體內(nèi)部不存在拉應(yīng)力或剪切應(yīng)力，只可以傳遞壓應(yīng)力?？v波是靠拉、壓應(yīng)力傳播的，所以在固體、液體、氣體中都可以傳播，而橫波或表面波的傳播需要剪切應(yīng)力，所以它們只能在固體中傳播，

29、而不能在液體或氣體中傳播。1.5 答：波動過程中，任一給定點(diǎn)在1 秒鐘內(nèi)所通過的完整波的個數(shù)，稱為波動頻率。波動頻率在數(shù)值上同振動頻率，用f 表示，單位為赫茲(Hz) 。波動中，波在單位時間內(nèi)所傳播的距離稱為波速，用C 表示。常用單位為米/秒(m/s) 或千米 / 秒(km/s) 。同一波線上相鄰兩振動相位相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離，稱為波長，用表示。波源或介質(zhì)中任意一質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動，波正好前進(jìn)一個波長的距離。波長的常用單位為毫米(mm) 、米 (m) 。由波速、波長和頻率的定義可得：Cf或 C/f由上式可知，波長與波速成正比，與頻率成反比。當(dāng)頻率一定時，波速愈大，波長就愈長；當(dāng)波速一定時，頻率愈

30、低，波長就愈長。1.6 答：頻率高于 20000H Z 的機(jī)械波稱為超聲波，工業(yè)探傷所用的頻率一般在0.5 10MHz 之間，對鋼等金屬材料的檢驗，常用的頻率為1 5MHz 之間。超聲波的主要特點(diǎn)是頻率高，波長短，能量密度大，在工業(yè)探傷中主要利用了超聲波的以下特性：?（ 1 ）超聲波良好的指向性。在超聲波探傷中，聲源的尺寸一般均大于波長數(shù)倍以上，在此條件下，超聲波能形成擴(kuò)散角較小的聲束 ,沿特定方向上傳播。從而可按光學(xué)原理判定缺陷位置。（ 2 ）超聲波在異質(zhì)界面上將產(chǎn)生反射、折射，利用這些特性，可以接收到從缺陷或其他異質(zhì)界面反射回來的聲波，獲取需要的信息。（ 3 ）超聲波在異質(zhì)界面上能產(chǎn)生波型

31、轉(zhuǎn)換， 利用這一特性， 可從界面上獲得不同型式的超聲波從而滿足探傷需要。（ 4 ）超聲波頻率高，因為聲強(qiáng)與頻率成正比，所以超聲波的能量比聲波能量大得多，使用超聲波探傷可以發(fā)射較大的能量，接收到較強(qiáng)的回波信號。1.7 答：波陣面：同一時刻，介質(zhì)中振動相位相同的所有質(zhì)點(diǎn)所聯(lián)成的面稱為波陣面。波前：某一時刻，波動所到達(dá)的空間各點(diǎn)所聯(lián)成的面稱為波前。波線：波的傳播方向稱為波線。三者的關(guān)系是：波前是最前面的波陣面，是波陣面的特例。任意時刻，波前只有一個，而波陣面有無窮多個。在各向同性的介質(zhì)中，波線恒垂直于波陣面或波前。1.8 答：據(jù)波陣面形狀不同，可以把不同波源發(fā)出的波分為平面波、柱面波和球面波。波陣面

32、為互相平行的平面的波稱為平面波。平面波波束不擴(kuò)散，平面波各質(zhì)點(diǎn)振幅(聲壓 )是一個常數(shù)，不隨距離而變化。波陣面為同軸圓柱面的波稱為柱面波。柱面波波束向周向擴(kuò)散，而沿軸向不發(fā)生擴(kuò)散，柱面波各質(zhì)點(diǎn)的振幅( 聲壓 )與距離平方根成反比。波陣面為同心球面的波稱為球面波。球面波波束向四面八方擴(kuò)散，球面波各質(zhì)點(diǎn)的振幅(聲壓 )與距離成反比。實際應(yīng)用的超聲波探頭中的波源類似活塞振動，在各向同性的介質(zhì)中輻射的波稱為活塞波。當(dāng)距離源的距離足夠大時，活寒波類似于球面波。1.9 答：（1）超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的彈性模量和介質(zhì)的密度有關(guān)。對一定的介質(zhì)，彈性模量和密度為常數(shù)，故聲速也是常數(shù)。不同介質(zhì)，聲速不同

33、。（ 2 ）超聲波波型不同時，聲速也不一樣。同一介質(zhì)，傳播不同類型聲波時，聲速也不相同。（ 3 ）介質(zhì)尺寸大小及介質(zhì)溫度對聲速也有一定影響。1.10 答：（ 1）當(dāng)幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇時，相遇處質(zhì)點(diǎn)的振動是各列波引起的分振動的合成，任一時刻該質(zhì)點(diǎn)的位移是各列波引起位移的矢量和。（ 2 ）相遇后的各列波仍保持它們各自原有的特性 ( 頻率、波長、振幅、振動方向等 ) 不變，并按照各自原來的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)。（ 3 ）波的疊加原理說明了波的獨(dú)立性，及質(zhì)點(diǎn)受到幾個波同時作用時的振動的可疊加性。1.11 答：（ 1）兩列頻率相同，振動方向相同，相位相同或相位差恒定的波相遇時，由于波疊加的結(jié)果，會

34、使某些地方的振動始終互相加強(qiáng)，而另一些地方的振動始終互相減弱或完全抵消，這種現(xiàn)象稱為波的干涉，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的波稱為相干波。干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生是相干波傳播到空間各點(diǎn)時波程不同所致。（ 2 ）當(dāng)波程差等于波長的整數(shù)倍時，合成振幅達(dá)最大值。（ 3 ）當(dāng)波程差等于半波長的奇數(shù)倍時，合成振幅達(dá)最小值。1.12 答：惠更斯原理：介質(zhì)中波動傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，在其后的任意時刻這些子波的包跡就決定新的波陣面。利用惠更斯原理可以確定波前的幾何形狀和波的傳播方向。1.13 答：波在傳播過程中遇到與波長相當(dāng)?shù)恼系K物時，能繞過障礙物的邊緣改變方向繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象，稱為波的繞射 ( 衍射 )。繞射的產(chǎn)生與

35、障礙物的尺寸D f 和波長 的相對大小有關(guān):Df 時，幾乎只繞射，無反射。Df 時，幾乎只反射，無繞射。Df 與 相當(dāng)時，既反射又繞射。?1.14 答：充滿超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質(zhì)，稱為超聲場。描述超聲場的特征量( 即物理量 )有聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗。聲壓：超聲場中某一點(diǎn)在某一瞬時所具有的壓強(qiáng)P 與沒有超聲波存在的同一點(diǎn)的靜壓強(qiáng)P 之差，稱為該點(diǎn)的聲壓。 P P1P0。 ?聲強(qiáng)：單位時間內(nèi)通過與超聲波傳播方向垂直的單位面積的聲能，稱為聲強(qiáng)。常用I 表示。聲阻抗：介質(zhì)中某一點(diǎn)的聲壓 P 與該質(zhì)點(diǎn)振動速度數(shù)值上等于介質(zhì)的密度 與介質(zhì)中聲速 c 的乘積。u 之比，稱為聲阻抗，常用Z=&#

36、183;c。?Z 表示，聲阻抗在1.15 答：（ 1）當(dāng)薄層厚度等于的奇數(shù)倍，薄層介質(zhì)聲阻抗為其兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗幾何平均值時，即，聲壓往復(fù)透過率等于1 ，聲波全透射。（2 ）當(dāng)薄層厚度時，薄層愈薄，聲壓往復(fù)透過率愈大。?1.16 答：（ 1）超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，除產(chǎn)生與入射波同類型的反射和折射波外，還會產(chǎn)與入射波不同類型的反射或折射波，這種現(xiàn)象稱為波型轉(zhuǎn)換。（2）波型轉(zhuǎn)換只發(fā)生在傾斜入射的場合，與界面兩側(cè)介質(zhì)的特性( 狀態(tài)、聲束等 )以及波的入射角度有關(guān)。1.17 答：（ 1）超聲波在工件 (或試樣 )的兩個互相垂直的平面構(gòu)成的直角內(nèi)的反射，稱為端角反射。?（2）端角反射中，同類型的反射

37、波和入射波總是互相平行方向相反。?（3）端角反射中，產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，不同類型的反射波和入射波互相不平行。?（ 4 ）縱波入射時，端角反射率在很大范圍內(nèi)很低。?（ 5 ）橫波入射時，入射角在 30°及 60°附近，端角反射率最低。 ?（ 6 ）橫波入射時，入射角在 35°55°時，端角反射率最高。 ?（7 ）探測根部未焊透時為取得高的端角反射率，應(yīng)選擇K=0.7 1.43 的橫波探頭，避免選擇K1.5 的探頭1.18 答：超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加，超聲波的能量逐漸減弱的現(xiàn)象稱為超聲波的衰減。衰減的種類和原因：（ 1 ）擴(kuò)散衰減：由于聲束的擴(kuò)散

38、，隨著傳播距離的增加，波束截面愈來愈大，從而使單位面積上的能量逐漸減少。這種衰減叫擴(kuò)散衰減。擴(kuò)散衰減主要取決于波陣面的幾何形狀，與傳播介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。（2 ）散射衰減：超聲波在傳播過程中，遇到由不同聲阻抗介質(zhì)組成的界面時，發(fā)生散射( 反射、折射或波型轉(zhuǎn)換 ) ，使聲波原傳播方向上的能量減少。這種衰減稱為散射衰減。材料中晶粒粗大(與波長相比 )是引起散射衰減的主要因素。（3 ）吸收衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)磨擦( 粘滯性 )和熱傳導(dǎo)等因素，使聲能轉(zhuǎn)換成其他能量 (熱量 ) 。這種衰減稱為吸收衰減，又稱粘滯衰減。散射衰減、吸收衰減與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，因此統(tǒng)稱為材質(zhì)衰減。第二章一

39、、是非題2.1超聲波頻率越高，近場區(qū)的長度也就越大。( )2.2對同一個直探頭來說，在鋼中的近場長度比在水中的近場長度大。()2.3近場區(qū)由于波的干涉探傷定位和定量都不準(zhǔn)。()2.4探頭頻率越高，聲束擴(kuò)散角越小。( )2.5超聲波探傷的實際聲場中的聲束軸線上不存在聲壓為零的點(diǎn)。()2.6聲束指向性不僅與頻率有關(guān)，而且與波型有關(guān)。()2.7超聲波的波長越長，聲束擴(kuò)散角就越大，發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力也就越強(qiáng)。()2.8因為超聲波會擴(kuò)散衰減，所以檢測應(yīng)盡可能在其近場區(qū)進(jìn)行。()2.9因為近場區(qū)內(nèi)有多個聲壓為零的點(diǎn)，所以探傷時近場區(qū)缺陷往往會漏檢。()2.10如超聲波頻率不變，晶片面積越大，超聲場的近場長度

40、越短。()2.11面積相同，頻率相同的圓晶片和方晶片，超聲場的近場長度一樣長。()2.12面積相同，頻率相同的圓晶片和方晶片，其聲束指向角亦相同。()2.13晶片尺寸相同，超聲場的近場長度愈短，聲束指向性愈好。()2.14聲波輻射的超聲波的能量主要集中在主聲束內(nèi)。()2.15實際聲場與理想聲場在遠(yuǎn)場區(qū)軸線上聲壓分布基本一致。()2.16探傷采用低頻是為了改善聲束指向性，提高探傷靈敏度。()2.17與圓盤源不同，矩形波源的縱波聲場有兩個不同的半擴(kuò)散角。()2.18在超聲場的未擴(kuò)散區(qū)，可將聲源輻射的超聲波看成平面波，平均聲壓不隨距離增加而改變。( )2.19斜角探傷橫波聲場中假想聲源的面積大于實際

41、聲源面積。()2.20頻率和晶片尺寸相同時，橫波聲束指向性比縱波好。()2.21200mm處 4長橫孔的回波聲壓比100mm 處 2長橫孔的回波聲壓低。 ()2.22球孔的回波聲壓隨距離的變化規(guī)律與平底孔相同。()2.23同聲程理想大平面與平底孔回波聲壓的比值隨頻率的提高而減小。()2.24軸類工件外圓徑向探傷時，曲底面回波聲壓與同聲程理想大平面相同。()2.25對空心圓柱體在內(nèi)孔探傷時，曲底面回波聲壓比同聲程大平面低。()是非題答案2.12.2×2.32.42.5 ?2.62.7×2.8×2.9×2.10 ×?2.11 2.12 ×

42、2.13 ×2.14 2.15×?2.16 ×2.17 ×2.18 2.19 ×2.20?2.21 2.22 2.23 2.24 2.25×第二章二、選擇題2.1波束擴(kuò)散角是晶片尺寸和傳播介質(zhì)中聲波波長的函數(shù),并且隨 ()A. 頻率增加，晶片直徑減小而減小B. 頻率或晶片直徑減小而增大C. 頻率或晶片直徑減小而減小D. 頻率增加，晶片直徑減小而增大2.2晶片直徑D=20mm 的直探頭，在鋼中測得其零幅射角為10°，該探頭探測頻率約為： ( )A.2.5MHzB.5MHzC.4MHzD.2MHz2.3直徑 12mm 晶片 5M

43、Hz 直探頭在鋼中的指向角是： ()A.5.6 ° B.3.5 ° C.6.8 ° D.24.6 °2.4 14mm， 2.5MHz 直探頭在鋼中近場區(qū)為： ( )A.27mmB.21mmC.38mmD.以上都不對2.5上題探頭的非擴(kuò)散區(qū)長度約為： ()A.35mmB.63mmC.45mmD.以上都不對2.6在非擴(kuò)散區(qū)內(nèi)大平底距聲源距離增大1 倍，其回波減弱 ()A.6dBB.12dBC.3dBD.0dB2.7利用球面波聲壓公式得到的規(guī)則反射體反射聲壓公式應(yīng)用條件是：( )A.S 2N近似正確B.S 3N基本正確C.S 6N 正確D. 以上都對2.8在超

44、聲探頭遠(yuǎn)場區(qū)中：( )A. 聲束邊緣聲壓較大B. 聲束中心聲壓最大C. 聲束邊緣與中心強(qiáng)度一樣C. 聲壓與聲束寬度成正比2.9活塞波聲場，聲束軸線上最后一個聲壓極大值到聲源的距離稱為()A. 近場長度B.未擴(kuò)散區(qū)C.主聲束D.超聲場2.10 下列直探頭，在鋼中指向性最好的是()B.3P14ZC.4P20ZD.5P14Z2.11 圓盤源軸線上的聲壓分布最后一個極小點(diǎn)的位置是（B）D.N2.12超聲場的未擴(kuò)散區(qū)長度()A. 約等于近場長度B. 約等于近場長度0.6 倍C. 約為近場長度 1.6 倍D.約等于近場長度3 倍2.13遠(yuǎn)場范圍的超聲波可視為( )A. 平面波B. 柱面波C.球面波D. 以上都不對2.14在探測條件相同的情況下，面積比為2的兩個平底孔，其反射波高相差 ()A.6dBB.12dBC.9dBD.3dB2.15在探測條件相同的情況下，孔徑比為4的兩個球形人工缺陷，其反射波高相差()A.6dBB.12dBC.2