2022年超声波课后习题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆超声检测公式及运算题武玉林二 O一一年 5 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆*1.1 铝（Al ）的纵波声速为 6300m/s,横波声速为 3100m/s；试运算 2MHz声波在铝中的纵、横波波长；解：*1.2 解：c fcfLCL630010 33 . 15（mm）210 6fSCS310010 31. 55（mm）f2106甘油的密度为 1270kg/m 3,纵波声速为 1900m/s,运算其声阻抗；zcZ

2、c127019002.4106kg/m2s1.4 5P20 10K2探头,楔块中声速CL1=2700m/s,钢中声速 CL2=5900m/s,CS2=3200m/s,求探头入射角为多少度？解：tgKtgsinsinCl1Cs21 Ktg1263 4.0sinsinsin1（CL 1sin）CL1CS 2CS2sin1 2700 3200sin63 . 4 49 01.8 已知钢中 CS钢=3200m/s,某硬质合金中, CS 硬=4000m/s,铝中 CS 铝=3080m/s,求用探测钢的K1.0 横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K值为多少？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页

3、,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆s in s in C l1 C s2解：设入射角为,楔块中声速为 C L 有在钢中,钢 tg-1 K tg-1 1.0 45 0sin sin 钢 sin 硬 sin 铝C L 有 C S 钢 C S 硬 C S 铝硬 sin 1 C S 硬 sin 钢）sin 1 4000 sin 45 0 61 . 1 0C S 钢 3230K 硬 tg 硬 tg 61 . 1 0 1 . 8sin sin 钢 sin 硬 sin 铝C L 有 C S 钢 C S 硬 C S 铝铝 sin 1 C S 铝 sin

4、钢）sin 1 3080 sin 45 0 42.4 0C S 钢 3230K 铝 tg 铝 tg 42.4 0 0.9*1.10 示波屏上有 A、B、C 三个波,其中 A 波高为满刻度的 80%,B 波为50%,C波为 20%；、设 A波为基准（ 0dB）,就 B、C波各为多少 dB？、设 B波为基准（ 10dB）,就 A、C波各为多少 dB？、设 C波为基准（ -8dB）,就 A、B波各为多少 dB？名师归纳总结 20lgH1第 3 页,共 20 页H2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：20lgH1H2、 B0B20l

5、gHB20lg504dB14dBH80C0C20lgAHC20lg2012dBH80、 A10AA1020lgHA1020lg80H50C10C10B20lgHC1020lg202dBH50、 AA8B20lgHA-820lg80-84dBH20BC820 lgCHB-820lg50- 80dBHC20*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的 该波正好为 10%？100%,但不饱和；问衰减多少 dB 后,解：20lgH120lg10020（dB）*1.12 H21080mm,另一波比它低16dB,问另一波高为多示波屏上有一波高为少？解：20lgH2H21020HH1116*1.13 H2H110

6、2080102012. 7mm 6dB示波屏上有一波高为40%,衰减 12dB 后该波为多高？如增益后该波为多高？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：20lgH2H112H2H1102040102010 %H2H110204010680%201.15 不锈钢与碳钢的声阻抗差约为 时,复合界面的声压反射率；1%,试运算超声波由不锈钢进入碳钢解：设Z钢1,Z 不rZ2Z1Z2Z11-0.010.99rZ钢-Z 不1-0.990.0050.5%10.99Z钢Z 不1.17 某工件厚度 T=24

7、0mm,测得第一次底波为屏高90%,其次次底波为屏高 15%,假如忽视反射缺失,试运算该材料的衰减系数；解：20lgB 1B1B262T6B 22 T名师归纳总结 20lg906o . o 2dB/mm第 5 页,共 20 页152240- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆*2.1 试运算 5P14SJ探头在水中的（CL=1500m/s）的指向角和近场区长度；解：CLND2070D41500103. 3 mm5 . 0106f 2.2 70D700.31.5 0Cl 14ND214 2163 mm440.3试运算频率f 5MHz

8、,边长a13mm的方形晶片,在钢中（5900m/s ）的主声束半扩散角为多少度？解：*2.3 57 ac59001031. 18 mmf510657a571. 185. 17o13已知钢中 Cl5900m/s,水中 Cl1480m/s. 求 2.5MHz、 20mm纵波直探头在钢中和水中辐射的纵波声场的近场区长度 散区长度 b 各为多少？N、半扩散角 0 和未扩名师归纳总结 ND2 070 b1.64N第 6 页,共 20 页4D- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：钢中：cf 59002 . 5 10 106 3.2 36

9、mmN D 2 20 242 . 4 mm4 4 2 . 360 70D 70 220 . 368 . 26 0b1 . 64 N1 . 64 42 . 469 . 5 mm水中：c 1480 10 30 . 592 mmf 2 . 5 10 6D 2 20 2N 168 . 9 mm4 4 0 . 5920 70D 70 0 .20 5922 . 07 0b1 . 64 N1 . 64 168 . 9277 mm2.4 用 2.5MHz、 20mm纵波直探头水浸探伤钢板, 已知水层厚度为 20mm,钢中 CL=5900m/s,水中 CL=1480m/s；求钢中近声场长度；名师归纳总结 解：2

10、C 25900NN2L 1C 1第 7 页,共 20 页C210 32 .36 mmf2 . 510 6NN2L 1C 1D2L 1C 1C 2C242420220148037 . 4mm2 . 365900- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆2.5 用 2.5MHz、 20mm纵波直探头水浸探伤铝板,已知铝中近场长度为20mm,铝中 CL=6260m/s,水中 CL=1480m/s；求水层厚度；解：2C214801030.592 mmf2.5106NN2L 1C 1D2-LC 14C242C2202-20626084.3 mm

11、0.59214802.6 用 2.5MHz、 20mm纵波直探头 探测 厚度为 150mm的饼形锻件,已知示波屏上同时显现三次底波,其中 B2=50%,衰减器读数为 20dB,如不考虑介质衰减,求 B1和 B3 达到 50%高时衰减器读数各为多少dB？ 1220lgx2x1解：B120122020lgx 2x 12020lg215020626dB150B320322020lgx2x 32020lg215020-3.516 . 5dB31502.7 已知 x3N,200mm处 2 平底孔回波高度为24dB,求 400mm处 4名师归纳总结 平底孔和 800mm处 2 平底孔回波高度各为多少dB？

12、第 8 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆 1240lg 1x22x1解：224212440lg2x 11x23.1 PZT-42440lg4 2200 40024dB324312440lg3x 11x 32440lg22000dB2800的声速 CL=4000m/s,如制作频率为 2.5MHz的晶片,晶片厚度应为多少 mm？解：tNttf0CLtNttCL2f02f0CL4000103.0 8mm225.1062f03.3 某探头的频率常数 少？解：Nttf0Nt=200Hz m,频率 f=2.5MHz,求该

13、晶片厚度为多tNt200103.008 mm2.510 6f03.4 某探头晶片的波速 称频率为多少？CL=5740m/s,晶片厚度 t=0.574mm,求该探头的标名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：tCL2f0f0CL3 5740 106 5 10Hz5 MHz2 t20.5743.6 用 IIW 试测定仪器的水平线性,当B1和 B5分别对准 2.0 和 10.0 时,B2、B3和 B4分别对准 3.98 、5.92 、7.96 ,求该仪器的水平线性误差为多少？amax100% 50

14、、0. 8 b解：amax65 . 920 .08amax100%0.08100%1%0 . 8 b0.8103.7 用 CSK-IA试块测定斜探头和仪器的辨论力,现测得台阶孔44 反射波等高的波峰 高 h1=80%,波谷高 h2=25%,求辨论力为多少？解：X20lgh 120lgX20lgh 1h 28010 dB25h 24.3 用 K2探头在 CSK-IA 试块上利用 R50和 R100反射面按水平 11 调节时基线,两反射波应调在第几格？名师归纳总结 l150K2第 10 页,共 20 页1Kl2100K21K- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -

15、 学而不思就惘,思而不学就殆解：l5050k250244.71K122l100100k2100289 .41K1224.6 用 2.5P20Z 探头径向探测 500mm的圆柱形工件, CL=5900m/s,如何利用工件底波调剂500/ 2 灵敏度？5.dB20lg2 x f D2解：CL5900103.236 mm2 .510 6f20lg2x20lg22 .3650045Df23 . 1422将工件完好处第一次底波调至荧光屏基准线,再用衰减器将增益提高 45.5 dB .4.7 用 2.5P20Z 探头径向探测 1000mm的圆柱形钢工件, CL=5900m/s,如何利用工件底波调剂 500

16、/ 4 灵敏度？2 20lg 2 x2 f D x B解：Cf L 59002 5. 10 106 32 . 36 mm20 lg 2D f x2 fx 2B 20 lg3 2. 14 2 . 364 2 5001000 227 . 4 dB4.8 用 2.5P20Z 探头径向探测 400mm的工件,如何利用 150mm处 4 平底孔调剂 400/ 2 灵敏度？名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆 1240lg 1x2x21解：1240lg1x229dB29dB2x140lg4400215

17、0移动探头,找到150/4 孔的最大反射波,并调至荧光屏基准线,用衰减器将增益提高4.9 用 2.5P20Z 探头探测 500mm的工件, CL=5900m/s,探伤中在 200mm处发觉一缺陷,其波高比 解：B1低 12dB,求此缺陷的当量大小为多少？DfCL59001032 .36mm20025.5mm.2510 6f20lg2xf222.36Df2xB2xf2xB10/203.1450010 12/205.1 用水浸法探测 40mm厚的钢板,要求钢板四次底波与其次次界面波重合,其水层距离应为多少？名师归纳总结 解：Hn T44040HnT第 12 页,共 20 页4mm44- - - -

18、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆5.2 用水浸二次波重合法探伤T=40mm的钢板,仪器在钢试块上按1：2调剂扫描速度,并校正“ 零点”；求：、水层厚度为多少？、钢板中距上表面 12mm的缺陷回波的水平刻度值为多少？、示波屏上 f =50 处缺陷在钢板中的位置？解： 、H n T 2 4020 mm4 4 、20 4 1240 6 462 2 、 （50-20 4）2 10 2 20 mm25.6 用充水探头采纳三次重合法检测 多少？T=60mm的钢板,水层厚度应调剂为名师归纳总结 解：HnT36045 mm第 13 页,共 20 页445

19、.9 对钛/ 钢复合板在复层一侧作接触法检验,已知钛与钢的声阻抗差约为 40%,试运算复合层界面回波与底波相差多少dB. rZ2Z1Z2Z1T4Z1Z221r2 Z 1Z2B S20lgT20lg1rr2r- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：设Z钢1,Z钛1-0.40.6r Z 钢-Z 钛 1-0.6 0.25Z 钢 Z 钛 1 0.62 2T 1 r 1 0 . 25 0 . 93820 lg T2 20 lg 0 . 938 11 . 5 dB1 r 0 . 25 5.11 从钢材一面探测钢 / 钛复合板,已知 Z 钢=

20、46 106kg/m 2 s,Z 钛=27.4 106kg/m 2s,不计扩散衰减和材质衰减,求：、复合界面声压反射率；、底波与复合界面回波的dB差值；5 dB解：rZ钛-Z钢27.4-46-0.25Z钛Z钢27.446T1r210 . 25 20. 93 620lg1-r220lg0. 93611 .r0 . 255.13 今有一批 50 6mm的无缝钢管,采纳水浸聚焦横波探伤,如透镜曲率半径为 40mm,求应采纳偏心距和水层距离；解：FX0.251R0.458rC 1rH2FR2x22rC1C2FFC2.2rC 12.2 rC12.24088 mm名师归纳总结 -x0.251R0.458

21、r0.251250.458197.5 mm第 14 页,共 20 页22HF-R2-x28825 27 .5 28823 8.64 mm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆5.18 直径 300mm、壁厚 20mm的钢管作周向斜角探伤,采纳 K=2的斜探头合适吗？解：tmD 02Tm1 1s in 1 11K222KDO 11K2TmDOK21sinD 011KK22300 21122215 .820mm不 合 适5.19 采纳 K=2的斜探头对外径为 查到的最大厚度为多少？600mm的钢管作接触法周向探伤,能扫解：tmD01s

22、inD011K2K22600 2 12231 7.m m125.21 用接触法周向横波探伤外圆直径 可使用的探头的 K值最大为多少？D=300mm ,壁厚 t=60 mm的钢管,名师归纳总结 解：sintgrtgsi n1rsinsi n1r第 15 页,共 20 页RRsinr19036 .870R0R15036 .87 0K. 75- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆6.1 用 2.5MHz、 20mm直探头探测厚度300mm的钢锻件；、如何利用工件底面调剂 2mm平底孔当量灵敏度？、探伤时发觉距探测面 200mm处有一缺陷

23、,波高为 15dB,求此缺陷的平底孔当量；解： 、20lg2xf20lg25.930041 dB25.Df2223 .14在 工 件 无 缺 陷 完 好 部 位 将 一 次 底 波 调 至 荧 光 屏基 准 高 度 , 再 用 衰 减 器 增 益 41 dB 、2140lg2x 121x21021401 x2x 1220010153. 16mm403006.3 用 2P20Z直探头对钢锻件探伤, 发觉距探测面 240mm处有一缺陷, 波高比 150/ 2 试块平底孔回波高6dB,求此缺陷平底孔当量；解：2140lg2x 1421x 21021401 x2x 122406. 52mm104015

24、06.8 用 2.5P14Z 直探头探测外径（C=5900m/s . 1100mm ,壁厚 200mm的筒形钢锻件、在外圆周作径向探测时,如何用内壁曲面回波调剂探伤灵敏度（=2mm）？名师归纳总结 、在内圆周作径向探测时,如何用外壁曲面回波调剂探伤灵敏度（第 16 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆=2mm）？解：、2020lg2 x f 210lgdDlg2xf10lgd DDf220 lg 23 . 5214 .5. 92 2002 10 lg1100 70037 . 5 2 35 5. dB、20 lg

25、2D xf f2 10 lgD d20 lg 23 . 5214 .5. 92 2002 10 lg1100 700 37 . 5 2 39 5. dB6.9 用 2.5P20Z 直探头探测厚度 350mm的饼形钢锻件（ C=5900m/s ,将底波调剂为 40dB进行探伤；、此探伤灵敏度是否符合JB/T4730-2005 标准要求？名师归纳总结 、探伤时发觉一单个缺陷,深200mm,波幅 29dB,求此缺陷当量；第 17 页,共 20 页解： 、20lg2xf20lg25 .935042 . 4dB（ 不 符 合 ）.25Df2223 .14 、20lg2xf2Df22xf2Df2xBx B

26、102025 . 9200 22948 .42. 540.3143501020Df48 . 47mm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆6.10 用 2.5P20Z 直探头检测厚度380mm的钢锻件（C=5900m/s）,材质衰减系数 a=0.01dB/mm；检验中在 130mm深发觉一处缺陷,其波幅比底波低7dB；求此缺陷当量；解：BfBf20lg22 x f 2 x BB2 xxB20lg2xf22（xfxDf2xBDf22xf2Bf2xfx Bx B10202.591302-380）3 . 14.25（2 13016 .7

27、0. 0173801020Df16.74.1 mm7.1 板厚 20mm的焊缝,外表面焊缝宽度30mm,内表面焊缝宽度 20mm,用前沿距离 18mm的探头探伤, 为保证声束能扫查到整个焊缝,探头 K值应如何挑选？解：Kabl030Kab.L 0T201821522T207.3 用斜探头探测 RB-2 试块上深度 d1=40mm和深度 d2=80mm的 3 横孔,分别测得简化水平距离 离 L0；L 1=45mm,L 2= 105mm,试运算探头 K值和前沿距名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学

28、就殆LL 0 L解：LKdKd1LKd40KK.15L0l1 L045L0l2Kd2L010580KL0157.4 检验板厚 T22mm的焊缝,上焊缝宽度为 30mm,下焊缝宽度为 20mm,选用 K=2,前沿距离 L017mm的探头,用一、二次波法能否扫查到整个焊缝截面？解：为保证用一、二次波扫查到整个焊缝截面,要求：K0abL030/220/2171. 9T22K21. 9截面；故K2探头能扫查到整个焊缝7.5 用 5P10 12K2.5 探头检验板厚 T=25mm的钢板对接焊缝,扫描比例按深度 21 调剂；探伤时在水平刻度60mm处发觉一缺陷波,求此缺陷的深度和水平距离；2LKd解：60

29、30Td2Td25,故缺陷在二次波位；2lKd2.560 275mmd2Td256020mm27.6 用 5P10 12K2.5 探头检验板厚 T=20mm的钢板对接焊缝,扫描比例按水平 11 调剂；探伤时在水平刻度 别求这两个缺陷的深度；40mm和 70mm处各发觉缺陷波一, 试分名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆dLLKd2TK解：第 一 个 缺 陷 ,140KT50,故 在 一 次 波 位 ；dl 14016mm50, 而 2KT100K2 . 570KT第 二 个 缺 陷 ,2故 在 二 次 波 位 ；d2 Tl22207012 mmK2 . 57.7 采纳钢焊缝探伤用的K=1斜探头（CL1=2700m/s,钢 CS=3200m/s）,检验某种硬质合金焊缝（ CS=3800m/s）,其实际 K值多大？名师归纳总结 解：s in s in 0第 20 页,共 20 页CL1CS 2K1,钢tg1 Ktg1 145sinsin钢,sinC lsin硬C lCS 钢C S 硬sin钢sin硬,CS 硬CS 钢硬sin1C S 硬sin钢）C S 钢sin138000 sin 45 0 57.13200K硬tg硬tg0 57.11.5- - - - - - -