超声检测考试题和答案

A.R+T=1 B.T=1－R C.R=1－T D.以上全对 1.34超声波倾斜入射至异质界面时，其传播方向的改变主要取决于( ) A.界面两侧介质的声阻抗 B.界面两侧介质的声速 C.界面两侧介质衰减系数 D.以上全部 1.35倾斜入射到异质界面的超声波束的反射声压与透射声压与哪一因素有关( ) A.反射波波型 B.入射角度 C.界面两侧的声阻抗 D.以上都是 1.36纵波垂直入射水浸法超声波探伤，若工件底面全反射，计算底面回波声压公式为( ) 1.37一般地说，如果频率相同，则在粗晶材料中穿透能力最强的振动波型为：( ) A.表面波 B.纵波 C.横波 D.三种波型的穿透力相同 1.38不同振动频率，而在钢中有最高声速的波型是：( ) A.0.5MHz的纵波 B.2.5MHz的横波 C.10MHz的爬波 D.5MHz的表面波 1.39在水/钢界面上，水中入射角为17°，在钢中传播的主要振动波型为：( ) A.表面波 B.横波 C.纵波 D.B和C 1.40当超声纵波由有机玻璃以入射角15°射向钢界面时，可能存在：( ) A.反射纵波 B.反射横波 C.折射纵波和折射横波 D.以上都有 1.41如果将用于钢的K2探头去探测铝(CFe=3.23km/s,CAl=3.10km/s),则K值会( ) A.大于2 B.小于2 C.仍等于2 D.还需其它参数才能确定 1.42如果超声纵波由水以20°入射到钢界面，则在钢中横波折射角为：( ) A.约48° B.约24° C.39° D.以上都不对 1.43第一临界角是：( ) A.折射纵波等于90°时的横波入射角 B.折射横波等于90°时的纵波入射角 C.折射纵波等于90°时的纵波入射角 D.入射纵波接近90°时的折射角 1.44第二临界角是：( ) A.纵波折射角等于90°时的横波入射角 B.横波折射角等于90°时的纵波入射角 C.纵波折射角等于90°时的纵波入射角 D.纵波入射角接近90°时的折射角 1.45要在工件中得到纯横波，探头入射角α必须：( ) A.大于第二临界角 B.大于第一临界角 C.在第一、第二临界角之间 D.小于第二临界角 1.46一般均要求斜探头楔块材料的纵波速度小于被检材料的纵波声速，因为只有这样才有可能：( A.在工件中得到纯横波 B.得到良好的声束指向性 C.实现声束聚焦 D.减少近场区的影响 1.47纵波以20°入射角自水入射至钢中，下图中哪一个声束路径是正确的?( ) 1.48用入射角为52°的斜探头探测方钢，下图中哪一个声束路径是正确的?( ) ) 1.49直探头纵波探测具有倾斜底面的锻钢件，下图中哪一个声束路径是正确的?( )

1.50第一介质为有机玻璃(CＬ=2700m/s),第二介质为铜(CＬ=4700m/s;CＳ=2300m/s)，则第Ⅱ临界角为( ) 1.51用4MHz钢质保护膜直探头经甘油耦合后，对钢试件进行探测，若要得到最佳透声效果，其耦合层厚度为(甘油CＬ=1920m/s)( )

A.1.45mm B.0.20mm C.0.7375mm D.0.24mm

1.52用直探头以水为透声楔块使钢板对接焊缝中得到横波检测，此时探头声束轴线相对于探测面的倾角范围为：( )

A.14.7°～27.7° B.62.3°～75.3° C.27.2°～56.7° D.不受限制

1.53有一不锈钢复合钢板，不锈钢复合层声阻抗Z1，基体钢板声阻抗Z2，今从钢板一侧以2.5MHz直探头直接接触法探测，则界面上声压透射率公式为：( ) 1.54由材质衰减引起的超声波减弱dB数等于：( ) A.衰减系数与声程的乘积 B.衰减系数与深度的乘积 C (μ为衰减系数，s为声程) D.以上都不对

1.55超声波(活塞波)在非均匀介质中传播，引起声能衰减的原因是：( ) A.介质对超声波的吸收 B.介质对超声波的散射 C.声束扩散 D.以上全部

1.56斜探头直接接触法探测钢板焊缝时，其横波：( ) A.在有机玻璃斜楔块中产生 B.从晶片上直接产生 C.在有机玻璃与耦合层界面上产生 D.在耦合层与钢板界面上产生

1.57制作凹曲面的聚焦透镜时，若透镜材料声速为C１，第二透声介质声速为C２，则两者材料应满足如下关系：( )

A.C1＞C2 B.C1＜C2 C.C1＝C2 D.Z1＝Z2

1.58当聚焦探头声透镜的曲率半径增大时，透镜焦距将：( ) A.增大 B.不变 C.减小 D.以上都不对 1.59平面波在曲界面上透过情况，正确的图是：( )

C1＞C2 C1＞C2 C1＜C2 C1＜C2 1.60介质的吸收衰减与频率的关系是( ) A.与频率成反比 B.与频率成正比 C.与频率的平方成正比 D.与频率的平方成反比

1.61由材料晶粒粗大而引起的衰减属于( ) A.扩散衰减 B.散射衰减 C.吸收衰减 D.以上都是 1.62与超声频率无关的衰减方式是( ) A.扩散衰减 B.散射衰减 C.吸收衰减 D.以上都是

1.63下面有关材料衰减的叙述，哪句话是错误的：( )

A.横波衰减比纵波严重

B. 固体材料的衰减系数一般随温度上升而增大 C.当晶粒度大于波长1/10时对探伤有显著影响 D.提高增益可完全克服衰减对探伤的影响 选择题答案

1.1 A 1.2 C 1.3 A 1.4 C 1.5 D 1.6 C 1.7 B 1.8 D 1.9 D 1.10C 1.11B 1.12A 1.13C 1.14D 1.15C 1.16A 1.17C 1.18B 1.19B 1.20D 1.21B 1.22D 1.23B 1.24C 1.25D 1.26B 1.27C 1.28C 1.29B 1.30C 1.31C 1.32B 1.33D 1.34B 1.35D 1.36A 1.37B 1.38A 1.39C 1.40D 1.41B 1.42A 1.43C 1.44B 1.45C 1.46A 1.47D 1.48D 1.49B 1.50D 1.51D 1.52B 1.53C 1.54A 1.55D 1.56D 1.57A 1.58A 1.59B 1.60B? 1.61B 1.62A 1.63D??

第一章 三、问答题

1.1 什么是机械振动和机械波?二者有何关系? 1.2 什么是振动周期和振动频率?二者有何关系?

1.3 什么是谐振动?有何特点?什么叫阻尼振动和受迫振动?三者有何不同? 1.4 什么是弹性介质?同样作为传声介质，固体和液体、气体有哪些不同 1.5 什么是波动频率、波速和波长?三者有何关系?

1.6 什么是超声波?工业探伤应用的频率范围是多少?在超声波探伤中应用了超声波的哪些主要性质? 1.7 什么是波线、波阵面和波前?它们有何关系?

1.8 什么是平面波、柱面波和球面波?各有何特点?实际应用的超声波探头发出的波属于什么波? 1.9 简述影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些? 1.10什么是波的叠加原理?叠加原理说明了什么?

1.11什么叫波的干涉现象?什么情况下合成振幅最大?什么情况下合成振幅最小? 1.12 什么叫惠更斯原理？它有什么作用？

1.13何谓绕射(衍射)?绕射现象的发生与哪些因素有关? 1.14什么叫超声场?超声场的特征量有哪些?

1.15在什么样的异质薄层界面上声压往复透过率最高? 1.16什么叫波型转换?波型转换与哪些因素有关?

1.17什么叫端角反射?它有何特点?超声波检测单面焊根部未焊透缺陷时，探头K值应怎样选择? 1.18什么叫超声波的衰减?简述衰减的种类和原因?

问答题参考答案

1.1答：物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。机械振动在弹性介质中传播就产生机械波，振动是产生波动的根源，而波动是振动这一运动方式在介质中的传播。

1.2答：振动物体完成一次全振动所需要的时间，称为振动周期，用T表示。常用单位为秒(s)。振动物体在单位时间内完成全振动的次数，称为振动频率，用f表示。常用单位为赫兹(Hz)，1赫兹表示1秒钟内完成1次全振动，即1Hz＝1次/秒。由周期和频率的定义可知，二者互为倒数，即：T＝1/f。 1.3答：质点M作匀速圆周运动时，其水平投影是一种振动。质点M的水平位移y和时间t的关系可用方程y＝Acos(ωt+Φ)来描述，该方程称为谐振方程，凡满足谐振方程的振动就是谐振动。 在谐振方程中，A—振幅，即最大水平位移；ω—圆频率；即1秒钟内变化的弧度数，即t＝0时质点M的相位； 谐振动的特点是：物体受到的回复力大小与位移成正比，其方向总是指向平衡位置，谐振物体的振幅不变，频率不变。由于物体做谐振动时，只有弹性力或重力做功，其它力不做功，符合机械能守恒的条件，因此谐振物体的能量遵守机械能守恒。在平衡位置时动能最大势能为零，在位移最大位置时势能最大动能为零，其总能量始终保持不变。 谐振动是最简单最基本的直线运动，任何复杂的振动都可视为多个谐振动的合成。由于阻力的作用，使振动系统的能量或振幅随时间不断减少的振动称为阻尼振动。物体受到周期性变化的外力作用时产生的振动称为受迫振动。 1.4答：在介质内部，各质点间以弹性力联系在一起，这样的介质称为弹性介质。一般固体、液体、气体都可视为弹性介质。但前者与后两者存在区别，固体内部可以存在拉、压应力和剪切应力，而液体或气体内部不存在拉应力或剪切应力，只可以传递压应力。纵波是靠拉、压应力传播的，所以在固体、液体、气体中都可以传播，而横波或表面波的传播需要剪切应力，所以它们只能在固体中传播，而不能在液体或气体中传播。 1.5答：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数，称为波动频率。波动频率在数值上同振动频率，用f表示，单位为赫兹(Hz)。 波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，用C表示。常用单位为米/秒(m/s)或千米/秒(km/s)。 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离，称为波长，用λ表示。波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离。波长的常用单位为毫米(mm)、米(m)。 由波速、波长和频率的定义可得： C＝λf或λ＝C/f 由上式可知，波长与波速成正比，与频率成反比。当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。 1.6答：频率高于20000HZ的机械波称为超声波，工业探伤所用的频率一般在0.5～10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1～5MHz之间。 超声波的主要特点是频率高，波长短，能量密度大，在工业探伤中主要利用了超声波的以下特性：? （1）超声波良好的指向性。在超声波探伤中，声源的尺寸一般均大于波长数倍以上，在此条件下，超声波能形成扩散角较小的声束,沿特定方向上传播。从而可按光学原理判定缺陷位置。 （2）超声波在异质界面上将产生反射、折射，利用这些特性，可以接收到从缺陷或其他异质界面反射回来的声波，获取需要的信息。 （3）超声波在异质界面上能产生波型转换，利用这一特性，可从界面上获得不同型式的超声波从而满足探伤需要。 （4）超声波频率高，因为声强与频率成正比，所以超声波的能量比声波能量大得多，使用超声波探伤可以发射较大的能量，接收到较强的回波信号。 1.7答：波阵面：同一时刻，介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为波阵面。 波前：某一时刻，波动所到达的空间各点所联成的面称为波前。 波线：波的传播方向称为波线。 ；Φ—初相位，