1、2015 年声学检测技术 12 级期末复习一、选择题（30-40 分）1、以下关于谐振动的叙述，那一条是错误的（ ）A、谐振动就是质点在作匀速圆周运动 B、任何复杂振动都可视为多个谐振动的合成C、在谐振动动中，质点在位移最大处受力最大，速度为零 D、在谐振动动中，质点在平衡位置速度大，受力为零2、超声波是频率超出人耳听觉的弹性机械波，其频率范围约为：（ ）A、高于 2 万赫兹 B、110MHZ C、高于 200HZ D、0.2515MHZ3、在金属材料的超声波探伤中，使用最多的频率范围是：（ ）A、1025MHZ B、1-1000KHZ C、15MHZ D、大于 20000MHZ4、机械波的波
2、速取决于（ ）A、机械振动中质点的速度 B、机械振动中质点的振幅C、机械振动中质点的振动频率 D、弹性介质的特性5、在同种固体材料中，纵波声速 CL 横波声速 CS 表面波声速 CR 之间的关系是：（ ）A、C RCSCL B、C SCLCR C、 CL CSCR D、以上都不对6、在下列不同类型超声波中，哪种波的传播速度随频率的不同而改变（ ）A、表面波 B、板波 C、疏密波 D、剪切波7、超声波如射到异质界面时，可能发生（ ）A、反射 B、折射 C、波型转换 D、以上都是8、在同一固体材料中，纵、横波声速相比，与材料的（ ）有关？A、密度 B、弹性模量 C、泊松比 D、以上全部9、质点振动
3、方向垂直于波的传播方向的波是：（ ）A、纵波 B、横波 C、表面波 D、兰姆波10、在流体中可传播：（ ）A、纵波 B、横波 C、纵波、横波及表面波 D、切变波11、下面哪种超声波的波长最短（ ）A、水中传播的 2MHZ 纵波 B、钢中传播的 2.5MHZ 横波C、钢中传播的 5MHZ 纵波 D、钢中传播的 2MHZ 表面波12、一般认为表面波作用于物体的深度大约为（ ）A、半个波长 B、一个波长 C、两个波长 D、3.7 个波长13、超声波在弹性介质中传播时有（ ）A、质点振动和质点移动 B、质点振动和振动传递C、质点振动和能量传播 D、B 和 C14、若频率一定，下列哪种波型在固体弹性介质
4、中传播的波长最短：（ ）A、剪切波 B、压缩波 C、横波 D、瑞利表面波15、材料的声速和密度的乘积称为声阻抗，它将影响超声波（ ）A、在传播时的材质衰减 B、从一个介质到达另一个介质时在界面上的反射和透射C、在传播时的散射 D、扩散角大小16、当超声纵波由钢垂直射向水时，其反射系数小于 0，这意味着：（ ）A、透射能量大于入射能量 B、反射超声波振动相位与入射声波互成 180C、超声波无法透入水中 D、以上都不对17、在同一固体介质中，当分别传播纵、横波时，它的声阻抗将是（ ）A、一样 B、传播横波时大 C、传播纵波时大 D、无法确定18、在同一界面上，声强透过率 T 与声压反射率 r 之间
5、的关系是（ ）A、T=r 2 B、T=1-r 2 C、T=1+r D、 T=1-r19、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20、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21、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22、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
6、 B.反射横波 C.折射纵波和折射横波 D.以上都有23、如果将用于钢的 K2 探头区探测铝(C Fe=3.23km/s,CAL=3.10km/s),则 K 值会（ ）A、大于 2 B、小于 2 C、等于 2 D、以上都有24、第二临界角是：（ ）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25、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26、有一不锈钢复合钢
7、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：（ ）A、 B、 C、 D、21Z12Z12Z21Z27、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28、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、C 1C2 B、C 1C2 B、 C1C2 C、C 1C2 的凸曲面时,其透过波集聚.( )15、介质的声阻抗愈大，引起的超声波的衰减愈严重
8、.( )16、对同一直探头来说，在钢中的近场强度比在水中的近场强度大.( )17、超声波探伤的实际声场中的声束轴线上不存在声压为零的点.( )18、超声波的波长越长，声束扩散角就越大，发现小缺陷的能力也就越强.( )19、频率和晶片尺寸相同时，横波声束指向性比纵波好.( )20、同声程理想大平面与平底孔回波声压的比值随频率的提高而减小.( )21、对空心圆柱体在内孔探伤时，曲底面回波声压比同声程大平面低.( )22、超声波探伤中，发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是利用逆压电效应.( )23、增益 100dB 就是信号强度放大 100 倍.( )24、点聚焦探头比线聚焦探头灵敏度高.( )
9、25、双晶探头只能用于纵波检测.( )26、通用 AVG 曲线采用的距离是以近场长度为单位的归一化距离，适用于不同规格的探头.( )27、探伤仪中的发射电路亦可产生几百伏到上千伏的电脉冲去激励探头晶片振动.( )28、不同压电材料的频率常数不一样，因此用不同压电材料制作的探头其标称频率不可能相同.( )29、探头中压电晶片背面加吸收块是为了提高机械品质因素 ，减少机械能损耗.( )mQ30、由于水中只能传播纵波，所以水浸探头只能进行纵波探伤.( )31、与 IIW 试块相比 CSK-1A 试块的优点之一是可以测定斜探头分辨力.( )32、双晶探头主要应用于近表面缺陷的探测.( )33、声束指向
10、角较小且声束截面较窄的探头称作窄脉冲探头.( )34、所谓“幻影回波” ，是由于探伤频率过高或材料晶粒粗大引起的 .( )35、曲面工件探伤时，探伤面曲率半径愈大，耦合效果愈好.( )36、采用当量法确定的缺陷尺寸一般小于缺陷的实际尺寸.( )37、绝对灵敏度法测量缺陷指示长度时，测长灵敏度高，测得的缺陷长度大.( )38、超声波倾斜入射至缺陷表面时，缺陷反射波高随入射角的增大而增高.( )39、钢板探伤时，通常只根据缺陷波情况判定缺陷.( )40、较薄钢板采用底波多次法探伤时，如出现“叠加效应” ，说明钢板中缺陷尺寸一定很大.( )41、复合钢板探伤时，可以从母材一侧探伤，也可从复合材料一侧
11、探伤.( )42、用板波法探测厚度 5mm 以下薄钢板时，不仅能检出内部缺陷，同时能检出表面缺陷.( )43、对轴类锻件探伤，一般来说以纵波直探头从径向探测效果最佳.( )44、调节锻件探伤灵敏度的底波法，其含义是锻件扫描过程中依据底波变化情况评定锻件质量等级.( )45、铸钢件超声波探伤，一般以纵波直探头为主.( )46、焊缝探伤时所用斜探头，当楔块底面前部磨损较大时，其 K 值将变小.( )47、焊缝横波探伤时常采用液态偶合剂，说明横波可以通过液态介质薄层.( )48、当焊缝中的缺陷与声束成一定角度时，探测频率较高时，缺陷回波不易被探头接收.( )49、窄脉冲聚焦探头的优点是能量集中，穿透
12、力强，所以适合于奥氏体钢焊缝检测.( )50、铝焊缝探伤应选用较高频率的横波专用斜探头.( )三、填空题（概念性和简单计算） （10-15 分）1、简单计算题：（2-5 分）例如：1）示波屏上一波高为 80mm，另一波高为 20mm，前者比后者高多少 dB？2）对厚为 20mm 的锻件进行水浸探伤，预使第二次界面波与工件的第四次底波重合，水层厚度约为多少？3）超声波发射法探测波速 cL=5900m/s 的钢工件，现测得始脉冲宽为 2s，其盲区至少为多少？2、概念和常识：（2-5 分）例如：1）AVG 曲线是指什么？2）TOFD 称作什么检测方法？3）通过采用电子控制方法，超声相控阵可以实现声束
13、两种控制。4）超声波测长法分为两种，其中以缺陷最高回波为基准降低一定的分贝值来测定缺陷长度的方法称什么测长法，以规定的灵敏度来测定缺陷长度的方法称什么测长法？5）超声波在介质中的衰减主要有哪几种？6）5P1412K1 探头的标称频率是 MHz，横波折射角是 。3、标准填空：（4-8 分）例如：我国主要工业技术标准中，GB、JB 、HB、QJ、YB、CB、TB、SY、HG、DL 、JG 等；国外常见的专业技术标准中，ISO、ASTM、ASME、MIL、IIW。四、问答与计算题（40 分）问答题：（10-15 分）1、什么是机械振动和机械波？二者有何关系？2、什么是弹性介质？同样作为传声介质，固体
14、和液体、气体有哪些不同？3、什么是波动频率、波速和波长？三者有何关系？4、简述影响超声波在介质中传播速度的影响有哪些？5、什么叫超声场？超声场的特征量有哪些，如何对它们定义？6、什么叫波型转换？波型转换与哪些因素有关？7、什么叫超声波的衰减？简述衰减的种类和原因？8、实际声场（固体介质中的脉冲波声场）与理想声场（液体介质连续波声场）有哪些不同？9、什么是缺陷的当量尺寸？在超声波探伤中为什么要引进当量的概念？10、什么是压电晶体？举例说明压电晶体分为几类？11、什么是试块？试块的主要作用是什么？试块有哪几种分类方法？我国常用的试块有哪几种？12、什么是当量尺寸？缺陷的当量定量法有几种？什么是缺陷
15、的指示长度？测定缺陷指示长度的方法分为哪两大类？13、钢板中常见缺陷有哪几种？各是怎样形成的？钢板探伤为什么采用直探头？14、何谓钢板探伤的多次重合法？为什么一般不推荐采用一次重合法？15、简述钢板探伤中“叠加效应”形成的原因及回波变化特征？16、锻件中常见缺陷有哪几种？各是怎样形成的？17、什么是游动回波？游动回波是怎样产生的？如何鉴别游动回波？18、铸件中常见缺陷有哪几种？有何特点？铸件超声波探伤，一般选用较低的频率的原因是什么？19、焊缝中常见缺陷有哪几种？各是怎样形成的？焊缝超声波探伤中，为什么常采用横波探伤？20、横波探伤焊缝时，选择探头 K 值应依据哪些原则？计算题例如：（25-3
16、0 分）1、用半径 33mm 的钢半圆试块如何调节后才能得到 K2 探头探测铝合金焊缝水平 1：1 的时基线（铝合金声速 3080m/s，钢声速为 3230m/s） 。2、采用充水探头（2.5 MZ，20mm） ，用三次重合法检验 T=80mm 厚钢板，已知水中CL=1500m/s，钢中 CL=5900m/s，求钢中近场长度？3、选用 K2 斜探头检测外径 D=1000mm 钢制压力容器纵缝，最大探测壁厚为多大?4、试计算 2.5P1310K1.5 斜探头(楔中 CL1=2700m/s，声程 LL1 =15mm)，在钢中(CL=5900m/s， CS=3200m/s)的近场长度? 5、已知钢中
17、 Cs=3230m/s，某硬质合金中 Cs=4000m/s，求用探测钢的 K1 横波探头探测该硬质合金时的实际 K 值是多少？ 6、用 2.5MHz，20 直探头探测厚度 300mm 的锻钢件，要求 2 当量缺陷不漏检。利用工件底面如何调节探测灵敏度，如在此灵敏度下探测时发现距探测面 200mm 处有一缺陷，其波幅为 15dB，求此缺陷的平底孔当量。7、用 2.5MHz，20 直探头探测厚度 400mm 的锻钢件。技术要求不允许有4 当量缺陷存在，已测得工件一次底波为荧光屏 100%时，二次底波高度正好 20%，若考虑材质衰减，问：（1）用工件底面如何调探伤灵敏度？ （2）用 150/2 平底
18、孔试块如何调探伤灵敏度？（试块与工件材质相同，表面偶合差不计） 。 （3）以上述灵敏度探伤时发现距探测面 300mm 处有一 缺陷，其波高为 20dB，求此缺陷当量？8、用 2.5P14Z 直探头检验外径 1100mm，壁厚 200mm 筒形钢锻件(CL=5900m/s)。(1) 在外圆周作径向探伤时，如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度( =2mm)?(2) 在内壁作径向探伤时，如何用外壁曲面回波调节探伤灵敏度( =2mm)?9、锻件探伤中，利用锻件底波调节探伤灵敏度有什么好处? 用 2.5P20Z 探头检验厚度为 335mm 的饼形钢锻件(C=5900m/s)。 问：(1) 如用工件底波调节探
19、伤灵敏度( =2mm)?(2) 检验中发现一单个缺陷，深 215mm，波幅 27dB。缺陷的当量多大 ?解：好处有 可不考虑探伤面耦合差补偿； 可不考虑材质衰减差补偿； 可不使用试块。10、用水浸聚法检查 424mm 的小口径钢管，水层距离为 30mm，求偏心距、入射角、折射角、焦距和透镜的曲率半径各为多少?11、仪器测距标度已校正为每格相当于钢中横波声程 20mm（钢 Cs=3240/s） ，现用折射角为 45的斜探头探测厚度为 40 mm 的合金焊缝（Cs=3840m/s） ，发现一缺陷显示于标度 8上，求此缺陷的声程，水平距离，垂直距离和深度。12、在温度为 20的室内调节仪器和测试探头
20、，测得探头 K=2，仪器按深度法 1：1调节，然后去探测一台正在运行的容器焊缝。容器壳壁温度为 80，探伤时由于探头与容器壁长时间接触，楔块温度上升至 60，已知在 20和 80时，钢的横波速度分别为 3229 m/s 和 3207 m/s；在 20和 60时，有机玻璃的纵波声速分别为 2660 m/s和 2490 m/s，问：（1）探伤时，探头 K 值是否发生变化？变化后的 K 值是多少？（设楔块内的温度是均匀的，楔块尺寸因恩度上升引起的变化忽略不计） （2）探伤时，以直射波探测到焊缝中有一缺陷，回波在示波屏时基刻度 2 的位置，问实际上该缺陷在焊缝中的深度是多少？（楔块内声速变化引起的仪器零点偏移忽略不计）
