无损检测学习

精品文档---下载后可任意编辑 第二章 超声波发射声场与规则反射体的回波声压 第一节 纵波发射声场 一、圆盘波源辐射的纵波声场(声源固定在无限大障板上) 1．波源轴线上声压 ρ1 RS Z Q Z(或X) h R h 声源在Q点产生的总声压 = 此处用到公式 Q点处的声压振幅P可表示为 式中——波源半径 x——轴线上Q点至波源的距离 P0—— (1)近场区 a)当时 声压具有最大值,此声压为2倍平面波声压。 此位置 n=0,1,2……有(n+1)个值 其中n=0为距声源最远一个最大值， 此时（条件） N称为近场长度。近场区内，与声轴垂直且与声源面积相当的范围内，其平均声压等于平面波声压。 b)声压最小值点 当时,该位置声压振幅P=0。 以表示声压最小值点的位置,则 ，得nN时,声轴线上的声压从单调下降。 e)当x>>时, 相对误差为 ,故当x=N时,误差 x=1.67N, f) 声轴线上远场区 X N N/2 即远场中,声轴线上声压与距离成反比。 式中 远场中任意一点M(r,)处的声压为： 称为圆盘源远场的方向性函数。 的特性是： a)当V即时(即声轴线处) D()=1,为最大值,即声轴线上声压最高， b)R的条件下， 声压P的近似公式为： 式中F=焦距= r——声透镜曲率半径 x——观察点声源的距离 ，R为波源半径 在焦点处x=F,上式可简化为（2—25） 当B=10 精品文档---下载后可任意编辑 由图可见，B越大，即F相对近场长度越小，聚焦效果愈好。 当F=N时，B=1， 结论：焦距应选在近场之内 精品文档---下载后可任意编辑 2．焦柱的几何尺寸 因为声波的波动性,焦点附近为一个聚焦区。对柱面形透镜而言,焦柱直径d和焦柱长度L可表示为(声压下降6dB测量法) （d——焦柱直径） （L——焦柱长度） L/d=2F/R……常数 3．聚焦探头的应用 1） 缺陷尺寸的测定 2） 裂纹高度的测定，裂纹高度配合断列力学计算使用寿命 3） 特别工件粗晶材料检测 三、聚焦探头焦柱直径推导 RS θ0 d f f——焦距 RS——晶片半径 λ——波长 d ——焦距直径 四、 焦探伤时水距的选择 推导 在三角形ABC中 B S2 lL H F α β A C 即 即 当很小时， ∴ 第四节 规则反射体的回波声压 概述：超声探伤中常用反射法,反射法是根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。由于工件中缺陷的形状性质各相同,以前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。回波声压相同缺陷,其实际大小可能相差很大,为此引入当量法。 当量法的定义：在同样的探测条件下,当自然缺陷回波与某人工反射体回波等高时,就认定该人工反射体尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。(自然缺陷的实际尺寸往往大于当尺寸) 人工缺陷或规则反射体的种类主要有：平底孔、长横孔、短横孔、球孔、大平底、圆柱曲底面。 下面分析这些人