第1章 聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)-緒論

1、2021-12-142021-12-14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 課課 程程 內(nèi)內(nèi) 容容第四部分、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2021-12-14盧超：盧超： 博士，教授，研究生導(dǎo)師，博士，教授，研究生導(dǎo)師， 無(wú)損檢測(cè)高級(jí)人員無(wú)損檢測(cè)高級(jí)人員（UT，MT III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，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：逸夫樓辦公室：逸夫樓306B, 83953487,實(shí)驗(yàn)室：逸夫樓實(shí)驗(yàn)室：逸夫樓210-214 聲學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室聲學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 Email: 授授 課

2、課 教教 師師陳振華：博士，研究生導(dǎo)師陳振華：博士，研究生導(dǎo)師2021-12-14 0.0.聲學(xué)的門類和定義聲學(xué)的門類和定義 1.1.超聲檢測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史超聲檢測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史 2.2.超聲檢測(cè)原理超聲檢測(cè)原理 3.3.超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要超聲特性超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要超聲特性 4.4.超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性 5.5.超聲檢測(cè)的適用范圍超聲檢測(cè)的適用范圍 6.6.聲學(xué)（超聲）檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù)聲學(xué)（超聲）檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù) 7.7.本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容 8.8.參考書目與學(xué)術(shù)期刊參考書目與學(xué)術(shù)期刊第一章 緒論2021-12-140. 聲學(xué)的門類和定義聲學(xué)的門類和定義 聲學(xué)聲學(xué)

3、（Acoustics）研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的）研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的 科學(xué)。科學(xué)。 聲波聲波（Sound或或Sound wave）彈性）彈性介質(zhì)中傳播的壓力、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。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)理論聲學(xué)（Theory of sound or Theory of acoustics） 應(yīng)用聲學(xué)應(yīng)用聲學(xué)（Applied acoustics） 2021-12-14波動(dòng)聲學(xué)波動(dòng)聲學(xué)（wave acoustics） 用波動(dòng)的觀點(diǎn)研究聲學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。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)

4、幾何聲學(xué)（geometrical acoustics或或ray acoustics） 用聲線的觀點(diǎn)研究聲學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。用聲線的觀點(diǎn)研究聲學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。 物理聲學(xué)物理聲學(xué)（physical acoustics） 研究聲學(xué)中基本物理問(wèn)題的研究聲學(xué)中基本物理問(wèn)題的 科學(xué)?？茖W(xué)。 水聲學(xué)水聲學(xué)（water acoustics） 建筑聲學(xué)建筑聲學(xué)（architectural acoustics） 超聲學(xué)超聲學(xué)（Ultrasonics） 電聲學(xué)電聲學(xué)（Electroacoustics）研究電聲換能器原理、技術(shù)和）研究電聲換能器原理、技術(shù)和應(yīng)用的科學(xué)。應(yīng)用的科學(xué)。 2021-12-142021-12-141

5、. 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。 19441946年美、英開發(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。 2021-12-142 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

6、； 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。2021-12-143 超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要特性超聲檢測(cè)應(yīng)用的主要特性 （1 1）超聲波的束射特性）超聲波的束射特性可對(duì)缺陷定位（能量集中）可對(duì)缺陷定位（能量集中） （2 2）超聲波在單一（均勻）介質(zhì)中的傳輸特性）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)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。力等。*

7、 *衰減特性衰減特性 ：材質(zhì)衰減主要與材料的顯微組織形態(tài)，材料成：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)。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)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。力、混凝土中的沙石比例、礦漿或紙漿的濃度等。2021-12-14* *強(qiáng)穿透特性強(qiáng)穿透特性: :（3 3）超聲在界面的反射、折射和波型轉(zhuǎn)換）超聲在界面的反射、折射和波型轉(zhuǎn)換（4 4）超聲波的諧振特性）超聲波的諧振特性 ：可用此性質(zhì)測(cè)量工件的厚度，可以：

8、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。缺陷。（5 5）超聲波的頻譜特性）超聲波的頻譜特性2021-12-144 4 超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性超聲檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與局限性優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 適應(yīng)于檢測(cè)各種材料：適應(yīng)于檢測(cè)各種材料： 穿透能量強(qiáng)；穿透能量強(qiáng)； 靈敏度高；可檢測(cè)內(nèi)部及表面的微裂紋；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；可對(duì)缺陷定位； 可遠(yuǎn)距離檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；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。設(shè)備輕便，環(huán)保，對(duì)人體無(wú)害。2021-12-14局限性：局限性：由于盲區(qū)和

9、缺陷取向的影響，某些缺陷難于檢測(cè)；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；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；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)；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。壓電晶片探頭，需要耦合劑。2021-12-145 5 超聲檢測(cè)的適應(yīng)范圍超聲檢測(cè)的適應(yīng)范圍材料方面：適合各種材料；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；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；工件形狀：板材、棒

10、材、管材；工件厚度：可小到工件厚度：可小到1 1毫米，大到幾米；毫米，大到幾米；缺陷位置：內(nèi)部缺陷和表面缺陷；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、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。交通、鐵道、農(nóng)林產(chǎn)品等。2021-12-146 6 超聲檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù)超聲檢測(cè)前沿技術(shù)與新技術(shù)TOFDTOFD檢測(cè)技術(shù)：將在焊接件檢測(cè)中取代射線檢測(cè)；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；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)；超聲相控陣：電子掃描聚焦

11、成像檢測(cè)；激光超聲檢測(cè)：復(fù)合材料及特殊金屬材料；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)體晶片等超聲顯微鏡成像檢測(cè)：精細(xì)陶瓷，半導(dǎo)體晶片等7 7 本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程學(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)等料的檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等2021-12-148 8 參考書、學(xué)術(shù)期刊及網(wǎng)站參考書、學(xué)術(shù)期刊及網(wǎng)站1 1）參考書：）參考書：* * 蔣危平，方京，超聲檢測(cè)學(xué)，武漢測(cè)繪科技大學(xué)，蔣危平，方京，超聲檢測(cè)學(xué)，武漢測(cè)繪科技大學(xué)，19911991* * 國(guó)防培訓(xùn)教材，超聲檢測(cè)，國(guó)防工業(yè)

12、出版社，國(guó)防培訓(xùn)教材，超聲檢測(cè)，國(guó)防工業(yè)出版社，20052005* * 冶金部培訓(xùn)教材，金屬材料的超聲波探傷，冶金部培訓(xùn)教材，金屬材料的超聲波探傷，20022002* * 杜功煥，聲學(xué)基礎(chǔ)（第杜功煥，聲學(xué)基礎(chǔ)（第2 2版），南京大學(xué)出版社，版），南京大學(xué)出版社，20012001* * 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，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，20092009* * 李家偉、陳積懋李家偉、陳積懋無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，20022002* *美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)美國(guó)無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)（超聲卷（超聲卷) )世界圖書出版公司，世界圖書出版公司

13、，199619962021-12-142 2）學(xué)術(shù)期刊）學(xué)術(shù)期刊* *無(wú)損檢測(cè)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)，上海材料研究所，中國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)會(huì)刊刊* *無(wú)損探傷無(wú)損探傷，遼寧丹東；，遼寧丹東；* *應(yīng)用聲學(xué)應(yīng)用聲學(xué)，中科院聲學(xué)所；，中科院聲學(xué)所；* *聲學(xué)技術(shù)聲學(xué)技術(shù)，上海東海站；，上海東海站；* *聲學(xué)學(xué)報(bào)聲學(xué)學(xué)報(bào)，中科院聲學(xué)所；，中科院聲學(xué)所；* *NDT&E InternationalNDT&E International，* *UltrasonicsUltrasonics* *Nondestructive Testing and EvaluationNondestructive Test