人生箴言天道酬勤！也許你付出了不一定得到回報(bào)，但不付出一定得不到回報(bào)。滴水穿石不是靠力，而是因?yàn)椴簧釙円梗?、什么是軌距？直線標(biāo)準(zhǔn)軌距是多少？復(fù)習(xí)2、五種無(wú)損檢測(cè)方法是什么？答：鋼軌頭部踏面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離，1435mm答：射線；磁粉；滲透；渦流；超聲波1、認(rèn)識(shí)鋼軌探傷儀GCT-8C1.主機(jī)2.標(biāo)記鍵3.推手4.推手緊固絲5.水閥6.翻板掛鉤7.橡膠輪8.探頭及探頭架9.水刷10.抬手11.工具箱12.俯仰緊固螺絲13.旋轉(zhuǎn)緊固絲14.翻板15.側(cè)輪16.尼龍輪17.抬手18.主機(jī)固定絲

第一節(jié)超聲波及產(chǎn)生一、機(jī)械波的產(chǎn)生1.物體或質(zhì)點(diǎn)在某一平衡位置附近作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就叫做機(jī)械振動(dòng)，簡(jiǎn)稱振動(dòng)。2.機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。3.彈性介質(zhì)：產(chǎn)生彈性形變的介質(zhì)。機(jī)械波產(chǎn)生條件：一.有作機(jī)械振動(dòng)的振源；二.有能夠傳遞機(jī)械振動(dòng)的彈性介質(zhì)。例如鐘擺的運(yùn)動(dòng)，彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，以及弦線和一切發(fā)聲體的運(yùn)動(dòng)等。振動(dòng)和波動(dòng)是物質(zhì)的基本運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。所以，在超聲檢測(cè)中，進(jìn)行有關(guān)振動(dòng)的分析時(shí)，常用彈簧振子作為基本分析模型。超聲波：頻率高于20000赫茲的機(jī)械波稱為“超聲波”。產(chǎn)生：原則上凡是能將其他形式能量轉(zhuǎn)換成超聲振動(dòng)方式能量的方法都可以產(chǎn)生超聲波，如機(jī)械方法、熱效應(yīng)法、磁伸縮法和電磁聲法，在超聲波探傷中應(yīng)用最廣的是利用某些壓電材料（石英、鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)生和接收。二、波動(dòng)波動(dòng)簡(jiǎn)稱波，它是振動(dòng)或振蕩在物體或空間中的傳播；振動(dòng)是產(chǎn)生波動(dòng)的根源。波形：以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的相對(duì)關(guān)系來(lái)表征的在介質(zhì)中傳播的波的類型。波動(dòng)是振動(dòng)的結(jié)果，是物質(zhì)的基本運(yùn)動(dòng)形式之一。波動(dòng)可分稱兩大類，一類是機(jī)械波，另一類是電磁波。兩者有很大的本質(zhì)區(qū)別，不可混淆。機(jī)械波與電磁波的區(qū)別區(qū)別機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引起的波動(dòng)過(guò)程。例如水波、聲波、超聲波等。電磁波則是電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)在物體中或空間(如真空)的傳播過(guò)程，如無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線等。1、機(jī)械波動(dòng)的條件機(jī)械波的產(chǎn)生除了需要振動(dòng)波源，還必須有傳播波動(dòng)的彈性介質(zhì)。彈性介質(zhì)是相互間由彈性力連系著的質(zhì)點(diǎn)所組成的物質(zhì)，例如超聲檢測(cè)的大量金屬及非金屬固體工件，自然界中的其他液體和大多數(shù)氣體等。質(zhì)點(diǎn)通過(guò)相互間彈性聯(lián)系，就可將振動(dòng)能傳輸?shù)阶銐蜻h(yuǎn)，這就是波動(dòng)過(guò)程。超聲波聲波歸屬于機(jī)械振動(dòng)范疇。因此，產(chǎn)生超聲波的條件：(1)要有產(chǎn)生高頻機(jī)械振動(dòng)的聲源；

(2)要有傳播超聲波的彈性介質(zhì)。2、波動(dòng)方程描述介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置的位移隨時(shí)間變化的方程稱為波的波動(dòng)方程。波動(dòng)方程式也可寫(xiě)成：

y=Acos（ωt-kx）波動(dòng)方程的物理意義：(1)當(dāng)距離x一定時(shí)，位移y僅為時(shí)間t的函數(shù)。這時(shí)波動(dòng)方程表示x處振動(dòng)情況；(2)當(dāng)時(shí)間t一定時(shí)，位移y是距離x的函數(shù)。這時(shí)波動(dòng)方程表示某一時(shí)刻同一波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移情況；(3)當(dāng)t和x都變化時(shí)，波動(dòng)方程表示在任意時(shí)刻波線上任意一點(diǎn)的位移情況，k=ω/c為波數(shù)，波速也稱相位速度。例題1:下列說(shuō)法不正確的有（）

A.聲波在空氣中傳播時(shí)是縱波，在水中傳播時(shí)是橫波

B.波不但傳遞能量，還能傳遞信息

C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向

D.一切機(jī)械波的傳播均需要介質(zhì)A、C例題2：區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是（）

A.質(zhì)點(diǎn)沿水平方向還是豎直方向振動(dòng)

B.波沿水平方向還是豎直方向傳播

C.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上

D.波傳播距離的遠(yuǎn)近C三、描述波的主要物理量學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.理解波長(zhǎng)、頻率和波速的含義。

2.會(huì)用v＝λ/T=λf

解決相關(guān)問(wèn)題。

3.知道波速由介質(zhì)本身決定。

4.注意波動(dòng)的周期性與多解問(wèn)題。在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波長(zhǎng)．波長(zhǎng)通常用字母λ表示．1、波長(zhǎng)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都等于波源的振動(dòng)頻率，我們把這個(gè)頻率叫做波動(dòng)的頻率，通常用字母f表示，單位是Hz．

2、波動(dòng)的頻率3、波速描述振動(dòng)在介質(zhì)中傳播快慢的物理量v

公式(所有波）：1、機(jī)械波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同的介質(zhì)中傳播速度不同。2、機(jī)械波在由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)周期頻率不變，波長(zhǎng)、波速均變化。說(shuō)明：3、不同波形的波，在同一材料中傳播速度各不相同。同一波形的波其傳播速度在不同材料中傳播時(shí)，波速不同。4、在同一介質(zhì)中，當(dāng)改變頻率時(shí)，只改變波長(zhǎng)，波速不變。例題1下圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖象，下列說(shuō)法中正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同的B.質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等的C.質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)D.質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同的，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)BC例題2、關(guān)于v=fλ和v=λ/T說(shuō)法正確的是（

）A．它們適用于一切波（包括電磁波、光波）B．同一列波在傳播過(guò)程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)f保持不變。C．由v=fλ可以看出，波速與頻率成正比D．由兩式得出機(jī)械波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波長(zhǎng)和頻率成反比，與周期成正比ABD例題3．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)△t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知△t小于一個(gè)周期，則（）A．這列波的波長(zhǎng)是4mB．這列波的振幅是0.4mC．這列波的波速一定是20m/sD．這列波的頻率可能是15Hz波可能向右傳，也可能向左傳，又因?yàn)椤鱰小于一個(gè)周期，所0.05=1/4T或0.05=3/4T解析：由圖可知波長(zhǎng)λ=4m，振幅等于0.2m所以頻率f=5Hz或15Hz，由v=fλ可知

v=20m/s或60m/sAD第二節(jié)超聲場(chǎng)及超聲場(chǎng)的特征值超聲場(chǎng)

通常把充滿超聲波的空間部分稱為超聲場(chǎng)。超聲場(chǎng)的形貌隨波源和傳播介質(zhì)的形狀、尺寸等不同而各異，一般以圓晶片輻射聲波來(lái)描述超聲場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶片在高頻電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)，經(jīng)耦合向工件輻射時(shí)，該波源可看作由無(wú)數(shù)的子波在空間發(fā)出球面波，相互疊加形成超聲場(chǎng)的特殊結(jié)構(gòu)。聲源正前方聲能集中的錐形區(qū)稱為主聲束，其中聲軸上的聲能最大，緊靠聲源附近，主聲束周?chē)膮^(qū)域稱為副聲束，副聲束軸線傾斜于晶片表面，能量弱，截面小，且聲壓變化無(wú)規(guī)律。一般分為兩個(gè)區(qū)域，即近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。超聲場(chǎng)主聲束和副聲束第二節(jié)超聲場(chǎng)及超聲場(chǎng)的特征值超聲場(chǎng)：充滿超聲波的空間；超聲波：在NDT領(lǐng)域，用電脈沖激勵(lì)超聲換能器的壓電晶片，使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這種振動(dòng)形成的波動(dòng)，在與其接觸的彈性介質(zhì)中傳播，產(chǎn)生超聲波。較為完整的概念定義：超聲波及其在傳播過(guò)程中所占據(jù)的空間稱為超聲場(chǎng)。超聲場(chǎng)的特征值：聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗等。

(一)聲壓（P）在介質(zhì)中，無(wú)超聲波傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)也會(huì)有壓強(qiáng)。如比重為

的液體介質(zhì)中，液面下h處，會(huì)有壓強(qiáng)P0＝h

。這稱為靜壓強(qiáng)。聲壓是聲波傳播過(guò)程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在交變振動(dòng)的某一瞬時(shí)所受壓強(qiáng)P1與靜壓強(qiáng)P0之差即P=P1-P0聲壓是聲波傳播過(guò)程中所形成的附加壓強(qiáng)，它相對(duì)于無(wú)超聲波傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的靜壓強(qiáng)而言。聲壓的單位是帕斯卡。(二)聲強(qiáng)（I

）定義單位時(shí)間內(nèi)在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過(guò)的聲能量為聲強(qiáng)。聲強(qiáng)也稱聲強(qiáng)度，以“I”表示。對(duì)于簡(jiǎn)諧波也常將一周期中能流密度的平均值作為聲強(qiáng)。平均聲強(qiáng)與頻率的平方成正比。聲強(qiáng)的單位為瓦每平方米。

(三)聲阻抗（Z）

介質(zhì)中任何一點(diǎn)的聲壓和該質(zhì)點(diǎn)的振速之比。

Z＝P/V=ρc在聲壓的表達(dá)式P=ρcv中，若同一聲壓，ρc越大，則v越??；反之，聲阻抗越小，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度越大。Z稱為介質(zhì)聲阻抗，是介質(zhì)本身的性質(zhì)，表示介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用，用“Z”表示。聲阻抗能直接表示介質(zhì)的聲學(xué)特性，不同介質(zhì)的聲阻抗相差很大。超聲波在不同介質(zhì)的分界處的行為與相關(guān)介質(zhì)的聲阻抗有密切的關(guān)系。第三節(jié)超聲波的衰減（一）衰減原因：超聲波在均勻介質(zhì)中的衰減主要有以下三個(gè)原因：（1）聲束擴(kuò)散；（2）介質(zhì)顆粒引起的散射；（3）介質(zhì)對(duì)波動(dòng)能量的吸收。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，超聲波的能量逐漸減弱的現(xiàn)象稱為超聲波的衰減。(二)衰減系數(shù)

材料衰減的測(cè)定方法有相對(duì)比較法和絕對(duì)法兩種。相對(duì)比較法通常是在儀器靈敏度相同的情況下，對(duì)厚度不同材料的試件測(cè)試底面回波高度，或底面回波次數(shù)，或透過(guò)波高度。底面回波高，回波次數(shù)多或透過(guò)波高，則表示材料衰減小。絕對(duì)法則通過(guò)測(cè)出材料的衰減系數(shù)α值來(lái)反映超聲波在不同介質(zhì)中的衰減程度。第四節(jié)AVG曲線

在超聲波探傷中，自然缺陷的形狀、性質(zhì)和方向各不相同，回波相同的缺陷實(shí)際上往往相差很大，為此特引進(jìn)“當(dāng)量尺寸”來(lái)衡量缺陷的大小。在相同的探測(cè)條件下，當(dāng)自然缺陷與某形狀規(guī)則的人工缺陷回波等高時(shí)，則該人工缺陷的尺寸就為此自然缺陷的當(dāng)量尺寸。描述規(guī)則反射體的距離（A）、波幅（V）、當(dāng)量大?。℅）之間的關(guān)系曲線稱為距離—波幅—當(dāng)量曲線，德文稱AVG曲線，英文為DGS曲線，ＡＶＧ曲線可用于對(duì)缺陷定量和靈敏度調(diào)整。AVG曲線有多種類型，根據(jù)通用性分為通用AVG和實(shí)用AVG；根據(jù)波形不同分為縱波AVG和橫波AVG；根據(jù)反射體不同分為平底孔AVG和橫孔AVG等。第四節(jié)AVG曲線

1、通用AVG曲線以橫坐標(biāo)表示歸一化距離，縱坐標(biāo)表示規(guī)則反射體歸一化相對(duì)波高，用來(lái)描述歸一化距離和歸一化缺陷當(dāng)量大小的關(guān)系曲線，稱為通用AVG曲線。通用AVG曲線可以用來(lái)調(diào)整檢測(cè)靈敏度和對(duì)缺陷進(jìn)行定量，通用性好，適用于不同規(guī)格的探頭。第四節(jié)AVG曲線

2、實(shí)用AVG曲線以橫坐標(biāo)表示實(shí)際距離，縱坐標(biāo)表示規(guī)則反射體的相對(duì)波高，用來(lái)描述距離A、波幅V、當(dāng)量G尺寸之間的關(guān)系曲線，稱為實(shí)用AVG曲線。實(shí)用AVG曲線是由特定探頭實(shí)測(cè)和計(jì)算所得，需要注明探頭的尺寸和頻率。對(duì)于垂直線性良好的儀器，回波高度和聲壓成正比，可將AVG曲線直接繪制在儀器示波屏面板上，也稱為AVG面板曲線，其縱坐標(biāo)表示波高，橫坐標(biāo)表示距離。利用AVG面板曲線可調(diào)整檢測(cè)靈敏度和對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的缺陷定量，比通用AVG曲線方便。小結(jié)

1、機(jī)械波（掌握）

2、超聲場(chǎng)及超聲場(chǎng)的特征值（理解）