超聲講義原始稿

1、超聲波探傷1緒論緒論無損檢測是指在不損壞試件的前提下，以物理或化學方無損檢測是指在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助于先進的技術和設備器材，對內部及表面的法為手段，借助于先進的技術和設備器材，對內部及表面的結構、性質、狀態(tài)進行檢查和測試的方法。結構、性質、狀態(tài)進行檢查和測試的方法。在無損檢測技術發(fā)展過程中，出現過三個名稱，即：無在無損檢測技術發(fā)展過程中，出現過三個名稱，即：無損探傷（損探傷（NondistructiveIn

2、spection）無損檢測（）無損檢測（NondistructiveTesting），無損評價（，無損評價（NondistructiveEralvation）。這三個名稱體現了無損檢測從探傷到評價的演。這三個名稱體現了無損檢測從探傷到評價的演變。變。無損探傷最早期階段的名稱，其涵義是探測和發(fā)現缺無損探傷最早期階段的名稱，其涵義是探測和發(fā)現缺陷；無損檢測是當前階段的名稱，其內涵是不僅探測缺陷，陷；無損檢測是當前階段的名稱，其內涵是不僅探測

3、缺陷，還包括探測試件的一些其他信息，例如結構、性質、狀態(tài)還包括探測試件的一些其他信息，例如結構、性質、狀態(tài)等，并試圖通過測試，掌握更多的信息；而無損評價不僅包等，并試圖通過測試，掌握更多的信息；而無損評價不僅包括前述兩個名稱的內涵，更重要的對缺陷的形狀、尺寸、位括前述兩個名稱的內涵，更重要的對缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、置、取向、內含物，缺陷部位的組織內含物，缺陷部位的組織做出較明確的描述，尤做出較明確的描述，尤為重要的是缺陷部位的組

4、織，殘余應力等。結合成像技術，為重要的是缺陷部位的組織，殘余應力等。結合成像技術，自動化技術，計算機數據分析和處理等技術，與材料力學，自動化技術，計算機數據分析和處理等技術，與材料力學，斷裂力學等學科知識應用，對試件或產品的質量和性能給出斷裂力學等學科知識應用，對試件或產品的質量和性能給出全面，準確評價進而對設備壽命進行評估。全面，準確評價進而對設備壽命進行評估。對無損評價來說，設計、結構分析人員、材料、工藝人對無損評價來說，設計、結構

5、分析人員、材料、工藝人員與無損檢測人員的相互協(xié)作至關重要。從事無損檢測評價員與無損檢測人員的相互協(xié)作至關重要。從事無損檢測評價工作的技術人員除必須掌握方法的理論基礎，正確運用檢測工作的技術人員除必須掌握方法的理論基礎，正確運用檢測技術，也需要對設計要求有很好的理解，對制造過程有豐富技術，也需要對設計要求有很好的理解，對制造過程有豐富的知識以了解不同工藝可能引起的缺陷特征，及其對材料性的知識以了解不同工藝可能引起的缺陷特征，及其對材料性能

6、的影響。能的影響。射線檢測（射線檢測（RadiographyTesting，簡稱，簡稱RT）；超聲波檢；超聲波檢測（測（UltrasonicTesting簡稱簡稱UT）；磁粉檢測（；磁粉檢測（MagicTesting，簡稱，簡稱MT），滲透檢測（，滲透檢測（PerantTesting，簡稱，簡稱PT），渦流檢測（，渦流檢測（PerantTesting，簡稱，簡稱ET），聲發(fā)射檢測，聲發(fā)射檢測（AcousticEmission，簡稱，簡稱

7、AE）等。）等。另定義：是指在不損壞另定義：是指在不損壞及其將來使用和使用可靠性及其將來使用和使用可靠性的方式，對材料或制件或此的方式，對材料或制件或此二者進行宏觀缺陷檢測，幾二者進行宏觀缺陷檢測，幾何特性測量，化學成分。組何特性測量，化學成分。組織結構和力學性能變化的評織結構和力學性能變化的評價，并進而就材料或制件對價，并進而就材料或制件對應用的適用性進行評價的一應用的適用性進行評價的一門學科。門學科。這種定義方法把無損檢這種定義方法

8、把無損檢測認定為一門學科。立意測認定為一門學科。立意高，而左邊定義為一種方高，而左邊定義為一種方法。法。從設計思想上：從設計思想上：靜力強度靜力強度→無損探傷無損探傷↓↓安全壽命安全壽命→無損檢測無損檢測↓↓破損安全破損安全→無損評價無損評價超聲波探傷3第一章超聲波探傷的物理基礎第一章超聲波探傷的物理基礎超聲波探傷是目前五大無損檢測方法之一，而且應用最超聲波探傷是目前五大無損檢測方法之一，而且應用最廣泛，最成熟的一種方法。廣泛，最成熟的

9、一種方法。它是指使超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射它是指使超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特征測量、的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特征測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。用性進行評價的技術。超聲波是一種機械波，機械振動與波動是超聲波探傷的超聲波是一種機械波，機械振動與波動是超

10、聲波探傷的物理基礎。物理基礎。第一節(jié)振動和波動第一節(jié)振動和波動一、一、振動振動1、振動、振動物體沿著直線或曲線在某一平衡位置附近作往復周期性物體沿著直線或曲線在某一平衡位置附近作往復周期性的運動，稱為機械振動。的運動，稱為機械振動。2、描述振動現象的幾個概念、描述振動現象的幾個概念a：全振動：：全振動：物體（或質點）受到一定力的作用，將離開平衡位置產物體（或質點）受到一定力的作用，將離開平衡位置產生一個位移，該力消失后，它將回到其平衡位

11、置，由于慣性生一個位移，該力消失后，它將回到其平衡位置，由于慣性作用，還要越過平衡位置移動反方向的最大位移處，然后再作用，還要越過平衡位置移動反方向的最大位移處，然后再回到平衡位置，這樣一個完整運動過程為一個“循環(huán)”或叫回到平衡位置，這樣一個完整運動過程為一個“循環(huán)”或叫一次“全振動”一次“全振動”。b：周期（：周期（T）：振動物體完成一次全振動所需的時間，）：振動物體完成一次全振動所需的時間，稱為振動周期，簡稱周期，常用單位為秒（稱為

12、振動周期，簡稱周期，常用單位為秒（S）。c：頻率：頻率f：振動物體在單位時間內完成全振動的次數，：振動物體在單位時間內完成全振動的次數，稱為振動頻率。常用單位為赫茲（稱為振動頻率。常用單位為赫茲（HZ）。1赫茲表示一秒鐘內完成一次全振動即赫茲表示一秒鐘內完成一次全振動即1HZ=1次秒。此秒。此外還有千赫（外還有千赫（KHZ）、兆赫（、兆赫（MHZ）它們之間的關系是：）它們之間的關系是：1KHZ=1000HZ（103HZ）1MHZ=103

13、KHZ=106HZ周期和頻率互為倒數周期和頻率互為倒數T=1f周期和頻率都是表征物周期和頻率都是表征物體往復周期性運動即振動快體往復周期性運動即振動快慢的物理量。慢的物理量。3、諧振動（簡諧振、諧振動（簡諧振動）動）At諧振動：最簡單，最基諧振動：最簡單，最基本的直線振動稱為諧振動。本的直線振動稱為諧振動。振動是產生波的根源。振動是產生波的根源。簡諧振動是振動最基本、最簡諧振動是振動最基本、最簡單的形式。任何復雜的振簡單的形式。任何復雜

14、的振動都可以分解成若干諧振動動都可以分解成若干諧振動迭加合成的結果。迭加合成的結果。（諧振動的特點是振動（諧振動的特點是振動物體在彈性力或準彈力作用物體在彈性力或準彈力作用下，在其平衡位置作往復周下，在其平衡位置作往復周期運動，物體受到回復力的期運動，物體受到回復力的大小與位移成正比，其方向大小與位移成正比，其方向總是指向平衡位置?？偸侵赶蚱胶馕恢?。F=KX。最簡單的規(guī)范的諧振。最簡單的規(guī)范的諧振動是彈簧振子。動是彈簧振子。）質點質點M