第三章(无损检测)超声波检测jpu概述.pptVIP

第6章 常用无损检测方法 第6章 常用无损检测方法 　　二、 超声波倾斜入射到平界面上的反射和折射 　　当超声波相对于界面入射点法线以一定的角度倾斜入射到两种不同介质的界面上时，在界面上会产生反射、折射和波型转换现象。入射声波与入射点法线之间的夹角称为入射角。光的折射是由于光在不同介质的传播速度不同而引起的。 第三章 超声波检测 超声波倾斜入射到平界面上的反射、折射 (a) 纵波入射； (b) 横波入射 第三章 超声波检测 　　1、反射 　　当纵波以入射角αL倾斜入射到异质界面上时，将会在介质1中于入射点法线的另一侧产生与法线成一定夹角 的反射纵波。 称为反射角。入射纵波与反射纵波之间的关系符合几何光学的反射定律，即αL= 。 　　 第三章 超声波检测 第三章 超声波检测 与光的反射不同的是，当介质1为固体时，界面上既产生反射纵波，同时又发生波型转换并产生反射横波，即反射后同时产生纵波与横波两种波型。这时，横波反射角 与纵波入射角αL之间的关系与光学中的斯涅耳定律相同，为 第三章 超声波检测 斯涅耳定律 Snells Law(光的折射定律）：光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。其中入射光和折射光位于同一个平面上，并且与界面法线的夹角满足如下关系： ? ? n1sinθ1 = n2sinθ2 ? ? 其中，n1和n2分别是两个介质的折射率，θ1和θ2分别是入射光（或折射光）与界面法线的夹角，叫做入射角和折射角。 　　若入射声波为横波，也会产生同样的现象，这时横波入射角αS与横波反射角 相等。介质1为固体时纵波反射角与横波入射角之间的关系为 由于固体中纵波声速总是大于横波声速，因此，无论是纵波入射还是横波入射，均有　　　　。 当介质1为液体或气体时， 则入射波和反射波只能为纵波。 第三章 超声波检测 　　2、 折射 　　当两种介质声速不同时，透射部分的声波会发生传播方向的改变，称为折射。不论是纵波入射还是横波入射，只要介质2为固体， 则介质2中除有与入射波相同波型的折射波外，均可因在界面发生波型转换而产生与入射波不同波型的折射波。 这时，介质2中可能同时存在纵波与横波。折射角与入射角之间的关系符合斯涅耳定律。 　　 第三章 超声波检测 斯涅耳定律 折射角相对于入射角的大小和折射波声速与入射波声速的比率有关。同时，由于纵波声速总是大于横波声速，因此纵波折射角βL要大于横波折射角βS。 　　3、 临界角 　　(1) 第一临界角αⅠ 。当入射波为纵波，且cL2cL1时，折射角大于入射角，使纵波折射角达到90°的纵波入射角称为第一临界角，用符号αⅠ表示。 当纵波入射角大于第一临界角时，第二介质中不再有折射纵波，只有折射横波。 　 第三章 超声波检测 　　(2) 第二临界角αⅡ 。当入射波为纵波，第二介质为固体， 且cS2cL1时，使横波折射角达到90°的纵波入射角为第二临界角，用符号αⅡ表示。（βs≥90°时，介质2中波的情况？？） 　　通常在超声检测中，临界角主要应用于第二介质为固体， 而第一介质为固体或液体的情况。这种情况下，可利用入射角在第一临界角和第二临界角之间的范围，在固体中产生一定角度范围内的纯横波， 对试件进行检测。或：第二介质中既无折射纵波，又无折射横波，介质的表面将产生表面波。 第三章 超声波检测 第6章 常用无损检测方法 第6章 常用无损检测方法