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超声波课后习题答案
超声检测公式及计算题
武玉林
O一一年5月
铝(Al)的纵波声速为6300m/s,横波声速为3100m/s。
试计算2MHz
声波在铝中的纵、横波波长。
c
解:
*甘油的密度为1270kg/m3,纵波声速为1900m/s,计算其声阻抗
zc
解:
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?
Ktgβ
sinα
Cl1
sinβ
Cs2
解:
已知钢中CS钢=3200m/s,某硬质合金中,CS硬=4000m/s,铝中CS铝=3080m/s,
求用探测钢的横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K值为多少?
解:
*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%。
1、设A波为基准(0dB),则B、C波各为多少dB?
2、设B波为基准(10dB),则A、C波各为多少dB?
3、设C波为基准(-8dB),则A、B波各为多少dB?
解:
*示波屏上有一波高为满刻度的100%,但不饱和。
问衰减多少dB后,该波正好为10%?
解:
*示波屏上有一波高为80mm,另一波比它低16dB,问另一波高为多少?
解:
*示波屏上有一波高为40%,衰减12dB后该波为多高?
若增益6dB后该波为多高?
解:
不锈钢与碳钢的声阻抗差约为1%,试计算超声波由不锈钢进入碳钢时,
复合界面的声压反射率。
rZ2Z1
rZ2Z1
解:
某工件厚度T=240mm,测得第一次底波为屏高90%,第二次底波为屏高
15%,如果忽略反射损失,试计算该材料的衰减系数。
解:
试计算5P14SJ探头在水中的(CL=1500m/s)的指向角和近场区长度。
D2
4λ
70Dλ
解:
试计算频率f=5MH,z边长a=13mm的方形晶片,在钢中(Cl=5900m/s)的主声束半扩散角为多少度?
57aλ
解:
*已知钢中Cl=5900m/s,水中Cl=1480m/s.求、φ20mm纵波直探头在钢中和水中辐射的纵波声场的近场区长度N、半扩散角θ0和未扩散区长度
b各为多少?
D2
4λ
070Dλb=1.64N
解:
用、φ20mm纵波直探头水浸探伤钢板,已知水层厚度为20mm,钢中
N2
CL=5900m/s,水中CL=1480m/s。
求钢中近声场长度
N'
解:
用、φ20mm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:
用、φ20mm纵波直探头探测厚度为150mm的饼形锻件,已知示波屏上同时出现三次底波,其中B2=50%,衰减器读数为20dB,若不考虑介质衰减,求B1和B3达到50%高时衰减器读数各为多少dB?
x2
Δ1220lg2
x1
解:
已知x≥3N,200mm处φ2平底孔回波高度为24dB,求400mm处φ4平底孔和800mm处φ2平底孔回波高度各为多少dB?
Δ12
40lgφ1x2
φ2x1
解:
PZT--4
的声速CL=4000m/s,如制作频率为的晶片,晶片厚度应为多少
mm?
Nttf0C2LtNf0tt2CfL0
某探头的频率常数Nt=200Hz·m,频率f=,求该晶片厚度为多少?
解:
某探头晶片的波速CL=5740m/s,晶片厚度t=,求该探头的标称频率为多
少?
解:
用IIW试测定仪器的水平线性,当B1和B5分别对准和时,B2、B3和B4分别对准、、,求该仪器的水平线性误差为多少?
解:
用CSK-IA试块测定斜探头和仪器的分辨力,现测得台阶孔φ50、φ44反射波等高的波峰高h1=80%,波谷高h2=25%,求分辨力为多少?
用K2探头在CSK--IA试块上利用R50和R100反射面按水平1∶1调节时基线,两反射波应调在第几格?
l1
l2
50K
1K2100K
1K2
解:
用探头径向探测φ500mm的圆柱形工件,CL=5900m/s,如何利用工件底波调节500/φ2灵敏度?
Δ20lg
2λxf
2
πDf
解:
用探头径向探测φ1000mm的圆柱形钢工件,CL=5900m/s,如何利用工件
底波调节500/φ4灵敏度?
2λxf
Δ20lg2fπDf2xB
解:
用探头径向探测
400mm的工件,如何利用150mm处φ4平底孔调节400/
φ2灵敏度?
Δ1240lgφ1x2
φ2x1
解:
用探头探测500mm的工件,CL=5900m/s,探伤中在200mm处发现一缺陷,
其波高比B1低12dB,求此缺陷的当量大小为多少?
解:
用水浸法探测40mm厚的钢板,要求钢板四次底波与第二次界面波重合,
其水层距离应为多少?
nT
解:
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调节
扫描速度,并校正“零点”。
求:
①、水层厚度为多少?
②、钢板中距上表面12mm的缺陷回波的水平刻度值为多少?
③、示波屏上
f=50处缺陷在钢板中的位置?
解:
用充水探头采用三次重合法检测T=60mm的钢板,水层厚度应调节为多少?
解:
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%,试计算复合层界面回波与底波相差多少dB?
ΔBS
Z2Z1
Z2Z1
4Z1Z2
(Z1Z2)2
r2
20lg
20lg
r2
解:
从钢材一面探测钢/钛复合板,已知Z钢=46×106kg/m2·s,Z钛=×106kg/m2·s,不计扩散衰减和材质衰减,求:
①、复合界面声压反射率。
②、底波与复合界面回波的dB差值。
解:
今有一批φ50×6mm的无缝钢管,采用水浸聚焦横波探伤,若透镜曲率
半径为40mm,求应采用偏心距和水层距离
0.251R0.458rX
2
rC1
C2
C1
C1
C2
2.2r
C1
解:
直径300mm、壁厚20mm的钢管作周向斜角探伤,采用
K=2的斜探头合适
吗?
Tm
Tm
DO
sinβ)2(1
D2O(1
解:
采用K=2的斜探头对外径为600mm的钢管作接触法周向探伤,能扫查到
的最大厚度为多少?
解:
用接触法周向横波探伤外圆直径D=300mm壁,厚t=60mm的钢管,可使
用的探头的
K值最大为多少?
r1rsinββsin
RR
解:
用、φ20mm直探头探测厚度300mm的钢锻件。
①、如何利用工件底面调节φ2mm平底孔当量灵敏度?
②、探伤时发现距探测面200mm处有一缺陷,波高为15dB,求此缺陷的平底孔当量。
解:
用2P20Z直探头对钢锻件探伤,发现距探测面240mm处有一缺陷,波高
比150/φ2试块平底孔回波高6dB,求此缺陷平底孔当量。
解:
用直探头探测外径1100mm,壁厚200mm的筒形钢锻件(C=5900m/s).①、在外圆周作径向探测时,如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度(φ=2mm)?
②、在内圆周作径向探测时,如何用外壁曲面回波调节探伤灵敏度(φ=2mm)?
2λxfd
Δ20lg2f10lg
πφD
解:
用直探头探测厚度350mm的饼形钢锻件(C=5900m/s),将底波调节为40dB进行探伤。
①、此探伤灵敏度是否符合JB/T4730--2005标准要求?
②、探伤时发现一单个缺陷,深200mm,波幅29dB,求此缺陷当量。
解:
用直探头检测厚度380mm的钢锻件(C=5900m/s),材质衰减系数a=mm。
检验中在130mm深发现一处缺陷,其波幅比底波低7dB。
求此缺陷当量。
ΔBf
20lg
2λxf2
πφ2xB
2α(xfxB)
解:
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
选择?
abL0
T
解:
用斜探头探测RB--2试块上深度d1=40mm和深度d2=80mm的φ3横孔,分别测得简化水平距离L'1=45mm,L'2=105mm,试计算探头K值和前沿距离L0。
解:
检验板厚T=22mm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L0=17mm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:
用5P10×探头检验板厚T=25mm的钢板对接焊缝,扫描比例按深度2∶1调节。
探伤时在水平刻度60mm处发现一缺陷波,求此缺陷的深度和水平距离。
解:
用5P10×探头检验板厚T=20mm的钢板对接焊缝,扫描比例按水平1∶1调节。
探伤时在水平刻度40mm和70mm处各发现缺陷波一,试分别求这两个缺陷的深度。
d2T
解:
采用钢焊缝探伤用的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?
sinαsinβ
CL1CS2
解:
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