船舶UTII书后习题答案0801

船舶超声检测技术习题答案 共28页 第1页

第二章 超声波检测物理基础(答案)

1.超声波的波长与哪些因素有关?A A. 与声速和频率有关; B.等于声速与频率的乘积; C.与声速和频率无关; D.以上全部. 解:根据公式??c可知,超声波波长与声速和频率有关,故应选A. f2.在液体中传播的声波波型是:B A.横波; B.纵波; C.横波和纵波; D.以上均不是. 解:根据书P.11可知,由于液体不具有剪切弹性,只能传播纵波.故应选B.

3.声波传播的基本波形有:D A.球面波; B.柱面波; C.平面波; D.以上全部.

解:根据书P.12可知,波形就是波的形式.它是由波阵面的几何形状决定.依据波阵面的形状,超声波分为:平面波、球面波和柱面波,故应选D.

4.超声波在介质中的声速与哪些因素有关:D A.介质的弹性; B.介质的密度; C.超声波型; D.以上全部.

解:根据书P.18可知,声速应从波动方程求出,并根据介质的弹性系数和密度来计算.同一介质不同波型的波速计算公式是不同的,故应选D.

5.在同一固体介质中,纵波与横波声速之比,与材料的哪些性能有关:C A.密度; B.弹性模量; C.泊松比; D.以上全部. 解:根据书P.20可知,比较书上式(2-17)和式(2-18),可得:

cL2(1??)?ct1?2?即

波声速之比与材料的泊松比(σ)有关.故应选C.

6.在介质中超声波传播的两个必要条件是:A A.声源和弹性传递介质;B.有耦合剂和固体介质;C.有超声仪器和探头;D.以上均不是. 解:根据书P.7可知,机械波产生的条件㈠声源;㈡传声介质.故应选A.

7.区别波型类别的主要依据是:D A.质点的振动方向; B.振动的传递方向; C.质点的振动轨迹; D.以上全部.

解:根据书P.10可知,波型是根据介质质点的振动方向与波的传播方向的关系来加以区别,故应选D.

8.在下列不同类型声波中,哪种波的传播速度与频率有关:B A.表面波; B.兰姆波; C.压缩波; D.剪切波. 解:根据书P.12可知,板波(兰姆波)的相速度随频率变化而变化,故应选B.

9.在同种固体材料中,纵波声速CL、横波声速CS和表面波声速CR之间的大小关系是:D A. CR >CS> CL; B. CS > CL >CR; C.CL> CR >CS; D.CL>CS>CR E.以上均不是. 解:根据书P.20可知,在固体介质中CL>CS>CR,故应选C.

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10.钢中传播的纵波频率分别为1MHz、2MHz、4MHz和5MHz,它们在相同的声程下所需时间对于1MHz频率者为0.1s,则其余频率所需时间分别为:C A.0.2s、0.4s和0.5s ; B.0.05s、0.025s和0.02s; C.均为 0.1s; D.以上均不是.

解:根据书P.19公式(2-17)可知,固体中的纵波速度与弹性模量E,密度ρ和泊松比σ有关,而与频率无关,因此本题中不同频率的超声纵波在钢中传播速度一样,所需时间也一样,故选C.

11.超声波斜入射到异质界面时,可能产生的物理现象有:D A.反射; B.折射; C.波型转换; D.以上都可能.

解:根据书P.21可知,当超声波从一种介质倾斜入射到另一种介质时,除反射外,透射波要发生折射现象,同时伴有波型转换.故应选D.

12.超声波传播过程中,遇到尺寸与波长相当的障碍物时,将发生:B A.只绕射无反射; B.既反射又绕射; C.只反射无绕射; D.以上都可能.

解:根据书P.39可知,如障碍物尺寸与超声波的波长近似,则超声波将发生不规则的反射、折射、透射和衍射.故应选B.

13.在同一固体介质中,当分别传播纵、横波时,它的声阻抗是:C A.一样; B.传播横波时大; C.传播纵波时大; D.不一定. 解:根据书P.16可知,Z=ρc,而同一固体介质中CL>CS,故应选C.

14.当温度升高时,水的声阻抗变化为:(加上温度低于74℃的条件,可选B)

A.不变; B.增大; C.变小; D.无规律变化. 解:据有关资料介绍（“国防科技工业超声波检测”P.14）:当温度低于74℃时,水中声速随温度升高而增加; 当温度高于74℃时,水中声速随温度升高而降低.声速变化将直接影响声阻抗变化,但因水的声速变化的特殊规律,本题无法选择.如加上温度低于74℃的条件,可选B.

15.超声波垂直入射到异质界面时,反射波与透过波声能的分配比例取决于:C A.界面两侧介质的声速; B.界面两侧介质的衰减系数; C.界面两侧介质的声阻抗; D.以上全部.

解:根据书P.26可知,由题意可得反射波与透过波声能的分配比例:

Ia2rIaRz2?z1p,因此与界面两侧介质的声阻抗有关,应选C. ?I??,又r?pItT1?rp2Itz1?z2I

16.在同一界面上,声强透过率T与声压反射率rp之间的关系是:B A.T?rp; B. T?1?rp; C. T?1?rp; D. T?1?rp; 解:根据书P.26可知,声强透过率T?1?rp;故选B.

17.在同一界面上,声强反射率R与声强透过率T之间的关系是:D

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A. R+T=1; B. T=1-R; C. R=1-T; D.以上全对. 解:根据书P.26可知, R+T=1.故应选D.

18.超声波倾斜入射至异质界面时,透过波的传播方向的改变主要取决于:B A.界面两侧介质的声阻抗; B.界面两侧介质的声速; C.界面两侧介质的的衰减系数; D.以上全部. 解:根据书P.23的折射定律判断,应选B.

19.超声波在水/钢界面上斜入射的反射角的大小为:B A.等于入射角的1/4; B.等于入射角; C.纵波反射角>横波反射角; D.以上B和C. 解:根据书P.22反射定律判断,反射角等于入射角,故选B.

20. 超声波倾斜入射至钢/水界面,其折射规律为:D A.纵波折射角大于入射角; B. 纵波折射角小于入射角; C.纵波折射角等于入射角; D.以上均不对.

解: 根据书P.28所述.超声波倾斜入射至钢/水界面.透入第二介质水中的声压极小(tp=0.063),相当于第二介质中无折射波,故应选D.

21.检验钢材用的K=2斜探头,探测铝材时,其K值变化结果为:C A.大于2; B.等于2; C.小于2; D.以上都可能. 解:根据书P.23的折射定律判断,

sin?铝sin?钢?,?cS(钢)?cS(铝),??钢??铝.故选C. cS铝cS钢

22.第一介质为有机玻璃(CL=2700m/s),第二介质为钢(CL=5900m/s;CS=3230m/s),则第II临界角的表达式为:B A.?II?sin?1270027003230; B. ?II?sin?1; C. ?II?sin?1; D.以上都不对. 590032305900?1解:根据书P.24可知,?II?sincL12700,故应选B. ?sin?1cS23230

23.当超声横波入射至直角端角时,下面的叙述哪点是错误的:B A.反射横波与入射波平行但方向相反; B.入射角为30°时,声压反射率最高; C.入射角为45°时,声压反射率最高; D. 入射角为60°时,声压反射率最低.

解:根据书P.127的5.2.7可知,当端角平面横波入射角为30°时,声压反射率最差,如下图示:

由于入射到端角部位的入射角是30°，小于钢/空气界面的第三临界角33.2°,

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故有较强的反射纵波,横波的反射率因此明显降低.当用折射角为45°的横波时, 入射到端角部位的入射角是45°，大于钢/空气界面的第三临界角33.2°,故没有反射纵波,横波的反射率因此最高.故应选B.

24.用水浸聚焦探头局部水浸法检验钢板时,声束进入工件后其焦点的变化为:B A.因折射而发散; B.进一步聚焦; C.保持原聚焦状态; D.以上都是. 解:根据书P.23折射定律,如下图示:

由折射定律知:

sin?sin??；?cl钢?cl水；????.故声束进入工件后进一步聚焦.应选B. cl水cl钢

25.超声波的扩散衰减主要取决于:A A.波阵面的几何形状; B.材料的晶粒度; C.材料的粘滞性; D.以上全部. 解:根据书P.34可知,扩散衰减仅取决于波阵面的几何形状.故选A.

26.活塞波声源,声束轴线上最后一个声压极小值到声源的距离为(N近场区长度):B A. N; B. N/2; C. N/3; D. N/4.

解:根据书P.36图示-34可知,声束轴线上最后一个声压极小值到声源的距离为N/2,故选B.

27.下列直探头,在钢中指向性最好的是:C A. 2.5P20Z; B. 3P14Z; C. 4P20Z; D. 5P14Z. 解:根据书P.38可知指向角公式,且从题意分析只需比较C和D即可得出最好的. ??70?D,?4?705.9/45.9/5?5.16o;?5?70?5.9o.?应选C. 2014

28.下面有关半扩散角的叙述中,哪点是错误的:B A.由第一零辐射角表示; B.为指向角的一半; C.与指向角相同; D.是主声束辐射角之半. 解:根据书P.38和P.39图2-36可知,应选B.

29.超声场的未扩散区长度为:C A. 约等于近场长度; B. 约等于近场长度0.6倍; C. 约等于近场长度1.6倍; D.以上都可能. 解: 根据书P.38可知,应选C.

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30.在探测条件相同的情况下,面积比为2的两个平底孔,其反射波高相差的dB数为:A A. 6dB; B. 12dB; C. 9dB; D. 3dB. 解:根据书P.41平底孔声压返回公式

FDF?2po22p2?s?20lgF?2?20lg2?6dB.故应选A. ?dB?20lg?20lgFF?1p1F?1poD?2s2

31. 在探测条件相同的情况下,孔径比为4的两个球形人工缺陷,其反射波高相差的dB数为:B A. 6dB; B. 12dB; C. 24dB; D. 18dB. 解:根据书P.42球孔声压返回公式:

?D2d2po?pd24s?20lgd2?20lg4?12dB.故应选B. ?dB?20lg?20lg4?s?D2d1pd1d1po?4?s4s

32. 在探测条件相同的情况下,直径比为2的两个实心圆柱体,其曲底面回波相差的dB数为:C A. 12B; B. 9dB; C. 6dB; D. 3dB.

解:根据书P.40大平底面声压返回公式(实心圆柱体径向探测时其曲底面回波声压公式与大平底面的相同):

?D2pop2s18?s2?dB?20lg?20lg?20lg?20lg2?6dB.故应选C. 2?Dp1s2po8?s1

33.外径为D,内径为d的空心圆柱体,以相同的灵敏度在内壁和外圆探测,如忽略耦合差异,则底波高度比为:D A. 1; B.

D; C. dD?d; 2D.

D. d解:根据声压公式: 内壁探:PB内?p0FD2?xDPF;外壁探:PB外?0Dd2?xd DPB内?PB外Dd?dDD2D?.故应选D. d2d

34.不锈钢比碳钢的声阻抗大1%,则两者结合界面上的声压反射率约为:B A. 10%; B. 0.5%; C. 5%; D. 1%.

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A.平底孔; B.平底槽; C.V型槽; D.横孔.

解:根据书P.87超声波以不同角度斜入射于长横孔圆柱面上时,因圆柱面具有各方向对称性,故对不同角度的入射声束都适用,应选D.

7.检测粗大晶粒的金属制件中通常会引起超声波变化为:D A.底面反射波降低或消失; B.信噪比降低; C.穿透能力下降; D.以上全部. 解:A,B,C都对,应选D.

8.超声波检测中在确定缺陷当量时,通常在获得缺陷最大回波时进行测定,这中因为:D A.只有超声束投射到整个反射面上才能得到最大回波; B.声束沿中心轴线投射到缺陷中心;

C.声束垂直投射到工件内缺陷的反射面上;

D.人为地将缺陷信号的最高回波规定为检测基准. 解:选D.

9.超声波检测中考虑灵敏度补偿可能的理由是什么:E A.被检工件厚度太大; B.工件底面与探测面不平行; C.耦合剂有较大的声能损耗; D.曲面工件; E.工件与试块材质和表面状态不同; F.以上全部.

解:根据书P.90,介绍了试块与工件因表面粗糙度,曲率半径不同时,由于工件耦合损耗大,而使探伤灵敏度降低,故必须补偿;同时当试块与工件材质有明显差异时也需补偿.故应选E.

10.超声波检测常规方法中,可检测的缺陷尺寸一般认为不小于:C A.波长的1/4; B.波长的1/3; C.波长的1/2; D.以上全不是. 解:根据书P.85最后一行,超声波检测灵敏度约为波长的1/2,应选C.

11.厚工件中与探测面垂直的平直光滑内部缺陷,最有效超声波检测方法是:C A.单斜探头法; B.单直探头法; C.双斜探头前后串列法(K1探头); D.分割式双直探头法.

解:根据书P.82可知,应用串列法.故选C.

12.采用底波高度法(F/B百分比法)对缺陷超声定量时,下面哪种说法是正确的:B A. F/B相同,缺陷当量相同; B. F/B法不能算出缺陷当量尺寸; C.适用于尺寸小于探头直径的缺陷定量; D.适用于密集性缺陷定量. 解:根据书P.111最后一行可知F/B法不能给出缺陷的当量尺寸.应选B.

13.表面波超声波检测法对下列工件有效的是:B A.铸件铸态表面裂纹检测; B.冷轧辊表面裂纹检测; C.焊缝表面裂纹检测; D.齿轮齿顶磨削裂纹检测.

解:A,C,D的表面状态或表面耦合不好,不适用表面波检测,B的表面状态适用,选B.

14.超声横波探伤用探头以有机玻璃为斜楔,对于钢工件而言,其入射角约为(CL钢=5900m/s,

船舶超声检测技术习题答案 共28页 第12页

CL有=2700 m/s,CS钢=3230 m/s):B A. 14.7°～27.7°; B. 27.2°～56.7°; C. 25.4°～61.2°; D. 13.8°～29.1°. 解:其入射角应在第I和第II临界角之间:?I?sin?1cL12700?sin?1?27.2o cL25900?II?sin?1cL12700?sin?1?56.7o,应选B. cs2323015.水浸法超声波检测钢中缺陷时,超声束在钢中的声束形态变化是:B A.扩散; B.会聚; C.不变; D.以上全不是. 解:本题同第二章24题(本题应是水浸聚焦探伤),应选B.

16.超声波探头在工件上扫查的基本原则有:E A.声束轴线尽可能与缺陷垂直; B.扫查区域必须复盖全部检测区; C.探头扫查步进距离必须保证声束有一定量的相互重叠;

D.扫查速度应控制在由重复频率决定允许值内; E.以上全部.

解:根据书P.91,可参照4.6扫查第一段内容.A,B,C,D都对,应选E.

17.超声斜探头横波探伤的基本扫查方式有:E A.前后和左右扫查; B.W形扫查和斜平行扫查; C.定点转动和摆动扫查; D.串列扫查和交叉扫查; E.以上全部.

解:根据书P.161③扫查所述及P.162图6-30所示,可知A,B,C,D都对,应选E.

18.用同样的超声纵波直探头探测同质同声程的工件(探测面为平面),在相同探伤灵敏度下,下列哪种底面回波最高:D A.平行平面工件; B.凸圆柱曲面; C.凹圆柱面; D.凹球底面.

解:本题可设以A为基准,则B因是凸曲面回波是发散的,比A低;C因凹曲面回波聚焦,比A高;D因是凹球面各个方向回波均聚焦,故回波最高,应选D.

19.超声探头的近场长N=28mm,工件中的缺陷声程为25mm,对缺陷定量的合适方法是:D A.直接与标准试块人工反射体相比较得出当量尺寸;

B.直接用6dB法测定缺陷的尺寸; C. 直接用20dB法测定; D.以上全不正确.

解:近场区内可以探伤,但因近场区内超声波轴线上的声压有极大值和极小值,声波产生干扰,定量困难,故应选D.

20.一超声束入射到一个光滑的平面型缺陷上,声束轴线与缺陷平面间的夹角为12°,该缺陷检出的可能性为:C A.极小; B.可以检出; C.不可能检出; D.以上全不是.

解:根据书P.100④缺陷影响之b中所述:设一光滑平面回波高度为1,当声波入射角为2.5°时,波幅下降到!/10,倾斜12°时,下降至1/1000,此时仪器已不能检出缺陷.故选C.

第五章 超声波检测方法

船舶超声检测技术习题答案 共28页 第13页

1.材料晶粒尺寸约大于波长几倍时,所引起的超声波散射会影响铸、锻件的检测结果:A A. 1; B. 1/2; C. 1/10; D. 1/100.

解:根据书P.39的2.10.1所述:如果障碍物的尺寸与超声波的波长近似,则超声波将发生不规则的反射、折射和透射.就会影响检测结果.故选A.

2.锻件中的非金属夹杂物取向大多为:C A.不规则分布; B.与锻造方向一致; C. 与锻件金属流线一致; D.与锻件金属流线垂直. 解:应选C.

3.锻钢件超声探测灵敏度的校正方式是:D A.没有固定方式; B.主要采用底波方式;

C.主要采用对比试块方式; D.可以采用底波和试块方式,由规范和验收条件确定. 解:根据书P.105(3)探伤灵敏度调节可知,可采用试块调整法和工件底波调整法.应选D.

4.锻件超声波探伤中以工件底面作为检测灵敏度校准基准时,下列正确的是:D A.不考虑探测面的耦合差补偿; B.可不考虑材质衰减补偿; C.不必使用校正试块; D.以上全部. 解:A,B,C都对,应选D.

5.铸、锻件及焊缝手工超声波检测时,扫查速度的一般要求是:C A.无任何限制; B.不得小于150mm/s; C.不得大于150mm/s; D.以上均不对. 解:根据书P.143③和有关探伤标准规定:探头移动速度不大于150mm/s.应选C.

6.通用AVG线图的通用性表现在:A A.适用于不同规格的同类探头; B.适用于各种不同类型的仪器; C.适用于各种材料; D.以上全部. 解:选A.

7.使用AVG法的限制条件是:D A.缺陷尺寸应小于声束直径; B.缺陷声程应大于1.6N; C.探测面条件与制作AVG图的试块相当; D.以上全部. 解:A,B,C都对,应选D.

8.在相同条件下,用超声6dB法和20dB法测定同一个缺陷,测得的尺寸大小变化为:C A.完全相同; B.缺陷在声场非扩散区,6dB法测得的尺寸大; C.缺陷在声场扩散区,20dB法测得的尺寸大; D.以上均不是.

解:在声场扩散区,20dB法的探头移动距离要大,测得的尺寸就大(20dB法是探头移动使缺陷回波降至缺陷最高波的1/10,故比6dB法探头移动距离大,测得的缺陷指示长也大.)选C.

9.板厚T=150mm的钢板作周边超声检测时,周边扫查范围一般为:D A. 50mm; B. 75mm; C. 150mm; D.由各自的标准规定. 解:选D.

10.超声探测T=28mm的钢板,示波屏上出现”叠加效应”的波形,下面哪种评定缺陷的方法是

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正确的:A A.按缺陷第一次回波(F1)评定缺陷; B.按缺陷第二次回波(F2)评定缺陷; C. 按最大缺陷回波(Fm)评定缺陷; D.以上都不是.

解:按JB4730标准规定:出现”叠加效应”时,T>20mm,以F1评定缺陷,当T≤20mm时,才以F2来评定缺陷,这主要是为了减少近场区的影响.故应选取A.

11.管材横波接触法周向超声检测时,与入射角的允许范围有关的是:D A.探头楔块中的纵波声速; B.管材中的纵、横波声速； C.管子的规格； D.以上全部。 解:根据书P.191所述:同时满足纯横波探测内壁的条件为:sin?1?cL1r?cL1.???sin?1?????cL2?cs2R?则可知A,B,C都有关,应选D.

12．管材周向斜角探伤与板材斜角探伤显著不同地方是：C A.内表面入射角等于折射角； B.内表面入射角小于折射角； C.内表面入射角大于折射角； D.以上都可能. 解:如下图可知,应选C.

13.管材水浸探伤中,偏心距x与入射角α的关系是(r,R为管材的内、外半径):B xxRr; B. ??sin?1; C. ??sin?1; D. ??sin?1; rRxx?1x;故应选B. 解:根据书P.191可知, ??sinRA.??sin?1

14.管材自动探伤设备中,探头与管材相对运动的形式有:D A.探头探头旋转,管材直线前进; B.探头静止,管材螺旋前进; C.管材旋转,探头直线移动; D.以上均可. 解:根据书P.190第一行所述,A,B,C都对,应选D.

15.下面有关钢管水浸探伤的叙述中,哪点是错误的:C A.使用水浸式纵波探头; B.探头偏离管材中心线;

C.无缺陷时,示波屏上只显示始波和1～2次底波; D.水层距离应大于钢中一次波声程的1/2.

船舶超声检测技术习题答案 共28页 第15页

解:根据书P.191图6-66,未发现缺陷时示波屏上只显示始波和两次水/钢界面波,钢管水浸探伤没有底波.故应选C.

16.钢管水浸聚焦法探伤中,下面有关点聚焦方式的叙述中,哪些是错误的:B A.对短缺陷有较高探测灵敏度; B.聚焦方法一般用圆柱面声透镜; C.缺陷长度达到一定尺寸后,回波幅度不随长度而变化; D.探伤速度较慢. 解:点聚焦应该使用圆球面声透镜,故B是错的.

17.钢管水浸聚焦法探伤时,下面有关线聚焦方式的叙述中,哪条是正确的:D A.探伤速度较快; B.回波幅度随缺陷长度增大而增高; C.聚焦方法一般采用圆柱面透镜或瓦片形晶片; D.以上全部 解:A,B,C都对,应选D.

18.环形锻件的主要探测方向是:A A.直探头端面探测; B.直探头在圆周面径向探测; C.斜探头在圆周面作周向探测; D.以上全部.

解:锻件探伤标准中将锻件分为(1)轴类锻件;(2)饼类和碗类锻件;(3)筒类锻件;本题的环形锻件与标准中的技术用语有矛盾,如果理解为饼类锻件,则主要探测方向以直探头端面探测为主(书P.142),应选A.

19.钢锻件探伤中,超声波的衰减主要取决于:B A.材料的表面状态; B.材料晶粒度的影响; C.材料的几何形状; D.材料对声波有吸收. 解:应选B.

20.长轴类锻件(如艉轴)从端面作轴向超声探测时,容易出现什么样的非缺陷回波:D A.三角回波; B. 61°反射波; C.轮廓回波; D.迟到波. 解:应选D.

21.用直探测检测钢锻件时,引起底波明显降低的或消失的因素有哪些:E A.底面与探测面不平行; B.工件材质不均匀性;

C.工件内有密集性或大面积缺陷; D.工件内有倾斜平面型缺陷; E.以上全部. 解:A,B,C,D都是引起底波明显降低或消失的因素,应选E.

22.锻件超声检测中,引起非缺陷回波的可能因素有:D A.边缘或侧壁效应; B.因斜射波波型转换产生迟到波; C.斜射波引起端角效应; D.以上均可能. 解:A,B,C都是引起非缺陷回波的可能因素,故应选D.

23.低合金钢锻轴中若出现白点,其部位往往在轴半径离圆心的:D A. 1/2处; B. 1/3处; C. 3/4处; D.以上均不是.

解:根据书P.145倒5行所述:锻件内不允许有白点缺陷存在.通常白点分布范围较大,且基本集中于锻件的中心部位.因此机械地理解白点出现在离圆心的1/2处,1/3处,1/4处是不妥的.故应选D.

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