材料的結構檢測8超聲波檢測方法-展示頁
2025-05-08 12:11本頁面
【正文】 利用反射 、 折射定律可以求得縱波傾斜入射時 ， 橫波反射角 γS 與縱波入射角 αL 的關系為 同理可求得縱波傾斜入射時 ， 縱波折射角 βL 和橫波折射角 βS 同縱波入射角 αL 的關系 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 2． 臨界角 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 （ 二 ） 超聲波發(fā)射聲場與規(guī)則放射體的回波聲壓 一 、 縱波發(fā)射聲場 1. 波源軸線上的聲壓分布 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 聲源附近的軸線上聲壓上下起伏變化 ， 存在若干個極大極小值 。 波型轉(zhuǎn)換現(xiàn)象只發(fā)生在斜入射的界面 ， 而且與界面兩側(cè)介質(zhì)的狀態(tài)有關 。 這分配關系用反射率和透射率來表示 。 4. 分貝 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 三 、 超聲波垂直入射到異質(zhì)界面上的反射和透射 當超聲波垂直人射到足夠大的光滑平界面時 ，將在第一介質(zhì)中產(chǎn)生一個與入射波方向相反的反射波 ， 在第二介質(zhì)中產(chǎn)生一個與人射方向相同的透射波 ， 如圖 。 在聲學上稱為 “ 聞閾 ”， 即 f = 1000Hz 時引起人耳聽覺的聲強最小值 。 由于超波的頻率很高 ， 故超聲波的聲強很大 ， 這是超聲波可以用于檢測的重要依據(jù) 。 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能 ， 稱為聲強 ， 用 I 表示 。 ?不同的介質(zhì)有不同的阻抗 ， 同一介質(zhì) p 傳播速度不同 ， 阻抗也不同 。 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 3． 超聲波的傳播速度 （ 1） 氣體和液體中的聲速 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 （ 2） 固體中的聲速 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 二 、 超聲場的特征量 1． 聲壓 p 超聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強 p1與沒有超聲波存在時同一點的靜態(tài)壓強 p0 之差稱為該點的 聲壓 ， 用 p 表示 p ＝ p1 – p0 對于平面波 ， 它的波動方程 可以證明 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 2． 聲阻抗 Z 介質(zhì)中某一點的聲壓 p 與該處質(zhì)點振動速度 V 之比 ． 稱為聲阻抗 ， 用 Z 表示 ?聲阻抗表示超聲場中介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用 。 ?對稱 (S型 )蘭姆波的特點是薄板中心質(zhì)點作縱向振動 ， 上下表面質(zhì)點作橢圓運動 ，振動相位相反 、 并對稱于中心 。 薄板中各質(zhì)點的振動方向平行于板面而垂直于波的傳播方向 ， 相當于固體介質(zhì)表面的橫波 。 按介質(zhì)質(zhì)點振動方向不同可將板波分為 SH波和蘭姆波 。 橢圓運動可視為縱向振動與橫向振動的合成 ， 即縱波和橫波的合成 ， 因此表面波只能在固體介質(zhì)中傳播 ， 且表面波的能量隨傳播深度增加而迅速減弱 。 它是瑞利 1887年首光提出來的 ， 因此表面波又稱瑞利波 。 2． 超聲波的波形 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測 （ 2） 橫波 S： 質(zhì)點振動方向垂直于傳播方向的波 ， 稱橫波 ， 它只能在固體中傳播 。 在超聲波檢測中 ， 遇到材料的異變界面 ， 超聲波要產(chǎn)生反射 、 折射和波形轉(zhuǎn)換 。 在一些非金屬材料 、 復合材料中穿透能力也可達一米 ， 這是其它檢測方法無法比擬的 。 （ 3） 穿透力強 。 （ 2） 超聲波能量高 。 在材料檢測中 ， 使用超聲波的頻率為毫米數(shù)量級 。 它分為次聲波 、 可聞聲波 、 超聲波及特超聲波 ， 其頻率界限如圖 。 振動在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過程 ，稱為波 。Northeastern University 第 4講 材料的結構檢測 材 料 概 論 李 陽 東北大學 2022 年 11 月 Northeastern University 材料概論： 第 4講 材料的結構檢測 第 4講 材料的結構檢測
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