Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 к нормали градусов

Обновлено: 16.05.2024

Отличается склонностью к нравоучениям, негибкостью мышления и упрямством. В конфликтах нередко является активной стороной, инициатором. Обидчив, подозрителен и мстителен. Иногда чрезмерно самонадеян, предъявляет непомер­ные требования к людям. Может обладать следующими положительными чертами: справедливостью, стремле­нием к хорошим результатам в работе.

а) дистимный тип

б) застревающий тип

в) возбудимый тип

Нерешительность и склонность рассуждениям, тревожная мнительность и любовь к самоанализу, легкость возникновения навязчивых страхов, ритуалов. Непереносимы ситуации, где необходимо принимать быстро и самостоятельно важные решения, ситуации с нагрузками на чувство ответственности. Вместо реакции эмансипации часто наблюдается патологическая привязанность к какому-либо из членов семьи. У мальчиков – чаще к матери. Тяга к сверстникам проявляется в робких формах. Место в подростковой группе им не находится.

а) психастенический тип

б) шизоидный тип

в) астеноневротический тип

В настоящее время используется более 10 наименований ультразвуковых дефектов. Такими являются: двух - ниточный дефектоскоп, рельс – 5, поиск – 2, поиск – 10Э, РДМ – 2, авикон – 02.

Однониточные: рельс – 4, УРДО – 3.

Для контроля сварных соединений: рельс – 6, авикон – 02, УД 2 – 12.

В последние годы на отдельных ж/д введены в эксплуатацию многоканальные двух – ниточные дефектоскопы авикон – 01, дефектоскопы – индикаторы для контроля отдельных сечений рельсов УДС – 41, УДС – 69, однониточные поиск -11, РДМ – 1.

Вышеназванные средства объединяет то, что все они основаны на методах ультразвуковой дефектоскопии. Принципы функционирования дефектоскопов подчиняются общим законам ультразвуковой дефектоскопии.

Используются упругие колебания и волны. Акустические колебания – это механические колебания упругой среды ( Ме - рельс) вокруг своего положения равновесия, а акустические волны – есть распределение колебаний в этой среде. В зависимости от частоты упругие волны подразделяются на:

Инфразвуковые (1 – 20 Гц)

Звуковые ( 20 Гц – 20 кГц)

Ультразвуковые (20 кГц – 1 млрд. Гц)

Гиперзвуковые свыше 1 млрд. Гц

Чаще всего в РФ в дефектоскопах для обнаружения дефектов используются акустические волны частотой 2,5 МГц.

Упругие волны могут возникать в любой среде.

Основное свойство состоит в том, что при распределении происходит перенос энергии, а не в – ва.

Характеристика упругих волн:

Скорость распределения С

С = 5900 м/с – для рельсов

В зависимости от упругих средств среды в ней могут возникать упругие волны различных видов, отличающиеся направлением колеблющихся частиц: продольные, сдвиговые или поперечные, поверхностные, нормальные и др. в ультразвуковой дефектоскопии больше используются продольные, сдвиговые, поперечные волны.

8. Как изменится длина ближней зоны и угол раскрытия диаграммы

направленности, если частота ультразвука увеличилась?

1) Оба параметра уменьшатся;

2) оба параметра увеличатся;

3) длина ближней зоны увеличится, а угол раскрытия уменьшится;++

4) длина ближней зоны уменьшится, а угол раскрытия увеличится.

9. Как изменится диаграмма направленности прямого преобразователя, если одновременно увеличить в 2 раза частоту и уменьшить в 2 раза радиус пьезопластины?

2) останется неизменной;++

4) угол раскрытия диаграммы увеличится в 4 раза.

10. Для какого типа волн длина волны наибольшая, если частота неизменна?

1) продольной волны;++

2) поперечной волны;

4) поверхностной волны.

11. Угол, образуемый осью ультразвукового пучка, падающего на границу

раздела двух различных сред и линией, перпендикулярной границе раздела,

12. Явление, при котором волна, упавшая на границу раздела 2-х сред,

меняет свое направление в той же среде, называется:

13. Изменение направления распространения ультразвукового пучка при

прохождении им границы раздела двух различных сред называется:

3) изменение угла;

14. Какой вид волн имеет наименьшую длину при условии равенства частоты и идентичности материала?

1) продольные волны;

3) сдвиговые волны;

4) поверхностные волны.++

15. Расстояние, преодолеваемое упругой волной за время равное одному

периоду колебаний, называется:

1) путь ультразвука в среде;

3) протяженность волны;

4) длительность импульса.

16. Отношение пути, пройденного упругой волной в данной среде, к времени прохождения этого пути называется:

1) скорость распространения волны;++

2) характеристический импеданс;

3) механический импеданс;

4) ультразвуковой отклик.

17. Если ультразвуковая волна проходит через границу раздела двух сред,

первая из которых имеет большую величину характеристического

импеданса, но скорость распространения ультразвука в обоих материалах одинакова, то угол преломления будет:

1) больше, чем угол падения;

2) меньше, чем угол падения;

3) равным углу падения;++

4) равным критическому углу.

18. Угол отражения ультразвукового пучка от поверхности раздела

1) составляет приблизительно половину угла падения;

2) в 4 раза больше, чем угол падения;

3) равен углу падения;++

4) составляет 0,256 от угла падения.

19. Угол падения, при котором угол преломления составляет 90, называется:

1) нормальным углом падения;

2) критическим углом;++

3) углом максимального отражения;

4) ни одним из вышеприведенных.

20. Волны сжатия-растяжения, при прохождении которых частицы колеблются параллельно направлению распространения волн, называются:

1) продольные волны;++

2) сдвиговые волны;

4) поперечные волны.

21. Направление движения частиц среды при прохождении сдвиговых волн:

1) параллельно направлению распространения ультразвукового луча;

2) перпендикулярно направлению распространения ультразвукового луча;++

3) является эллиптическим;

4) поляризовано в плоскости наклонной на 45 по отношению к направлению движения ультразвукового пучка.

22. Угол преломления продольных ультразвуковых волн, падающих на

границу раздела вода-металл под углом не равным 90, зависит от:

1) соотношения характеристических импедансов воды и металла;

2) отношения скоростей звука в воде и в металле;++

3) частоты ультразвукового пучка;

4) соотношения плотностей воды и металла.

23. Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет:

МОии / ПЗ_5 / Ответы на тест / Ответы-3

26. Угол падения, при котором угол преломления составляет 90° , называется .

нормальным углом падения.

41. Как изменяется коэффициент затухания ультразвука с ростом частоты?

103. Разрешающую способность аппаратуры определяют по образцу с отражателями, расстояние по ходу луча между которыми известно, выполненному из материала, для которого известны:

скорость ультразвуковой волны.

42. Рассеяние ультразвука в материале может быть вызвано:

наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррита, графита).

наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррита, графита), различной ориентацией анизотропных кристаллов и наличием пор или инородных включений.

12. Для какого из типов волн существует зависимость скорости распространения волны от частоты?

Для поверхностной волны.

Для волны Лэмба.

99. Какой должна быть длительность задержки строб-импульса при настройке на работу "по слоям", если контролируется средний слой толщиной в? (толщина верхнего слоя - а, а всего изделия - с)

131. Если дискообразный отражатель расположен неперпендикулярно оси ПЭП, то с увеличением угла его накллона эхо-сигнал убывает .

тем медленнее, чем больше размер дефекта.

тем быстрее, чем больше размер дефекта.

23. Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 град. к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет:

поперечные колебания отсутствуют.

меньше, чем угол преломления для продольных колебаний.

40. Причиной ослабления ультразвуковой волны, распространяющейся в крупнозернистом материале, является:

поглощение и рассеяние.

82. Ширина основного лепестка диаграммы направленности поля поперечной волны в плоскости, перпендикулярной к плоскости падения волны наклонного ПЭП, с увеличением угла призмы .

53. Какой из перечисленных причин обуславливается уменьшение амплитуды сигнала при теневом прозвучивании изделия?

Шероховатостью поверхности, затуханием ультразвука и расхождением пучка.

50. По какому закону убывает амплитуда эхо-сигнала от несплошности под влиянием затухания?

35. При падении ультразвуковой волны на дефект в каком случае эхо-сигнал будет больше?

Когда полость дефекта заполнена шлаком.

Когда полость дефекта заполнена газом.

33. Фактор, определяющий количество отраженной ультразвуковой энергии от поверхности раздела двух сред, называется:

65. Какой из нижеперечисленных ПЭП содержит наиболее тонкий пьезоэлемент?

На частоту 5,0 МГц.

На частоту 10,0 МГц.

112. Вид контактирующей среды выбирают с учетом .

акустических характеристик контролируемого металла.

температуры изделия, его геометрической формы и пространственного положения.

102. Минимальное расстояние между отражателями, расположенными один за другим, эхо-сигналы от которых различаются как отдельные на экране дефектоскопа, называют:

разрешающей способностью аппаратуры.

лучевой разрешающей способностью.

56. Амплитуда первого донного эхо-сигнала в отсутствии дефекта в 5 раз больше амплитуды того же донного сигнала при наличии дефекта. Это значит, что коэффициент выявляемости дефекта Кд:

77. По мере увеличения частоты ультразвука угол, характеризующий раскрытие основного лепестка диаграммы направленности излучателя данного диаметра .

2. Контроль швов сварных соединений до термообработки называется .

4. Чем определяется возможность измерения расстояния до несплошности ультразвуковым методом?

Расхождением пучка волн в дальней зоне.

Постоянным для данного материала значением скорости распространения ультразвуковых волн и их известной траекторией.

3. Чем определяется возможность обнаружения дефектов материала ультразвуковым методом?

Лабораторная работа № 2 Определение характеристик продольных и сдвиговых ультразвуковых волн

Цель: изучить характерные особенности продольных и сдвиговых ультразвуковых волн.

Наглядные пособия: плакаты.

Порядок выполнения:

Характеристики ультразвуковых колебаний

Поперечные (сдвиговые) волны

1. Характеристики ультразвуковых колебаний

Ультразвуковая дефектоскопия для обнаружения де­фектов исполь­зует упругие колебания и волны. Акусти­ческие ко­лебания – это __________________________________________________________ ____________________________________________, а акустические волны – это _______________________________________________ __________________________________________________________.

Во всех отечественных дефектоскопах для обнаруже­ния дефектов в рельсах используют ультразвуковые ко­лебания частотой _____ МГц.

Упругие волны могут возникать в любой среде:

твердой (металлы, органическое стекло, грунт);

жидкой (вода, масло, спирт и т. д.);

Основное свойство упругих волн состоит в том, что в вол­не осуществляется перенос энергии без переноса ве­щества. Они характеризуются следующими па­раметрами:

длиной волны λ, м,;

частотой f, Гц;

скоростью распространения с, м/с.

Они связаны между собой простым соотношением:

λ = c / f .

В зависимости от упругих свойств среды в ней могут воз­никать упругие волны различных видов, отличающи­еся направлением смещения колеблющихся части­чек. В связи с этим различают:

сдвиговые (или поперечные);

нормальные и другие волны.

2. Продольные волны

Если колебания частичек среды совпадают с направ­лением распространения волны, то волна называется про­дольной (рис. 2). Такая волна может быть возбужде­на в твердом теле, жидкой и газообразной средах.


Для некоторых материалов сl равна:

в стали (в металле рельса) 5900 м/с;

в воде 1450 м/с;

в органическом стекле 2670 м/с;

в воздухе (при температуре 0°С) 331 м/с.

Длина ультразвуковой продольной волны в металле же­лезнодо­рожного рельса λ = ____________ мм.

3. Поперечные (сдвиговые) волны

Если колебания частичек среды перпендикулярны направ­лению распространения волны, то такая волна называется поперечной (сдвиговой) (рис. 3). Она мо­жет быть воз­буждена только в твердом теле, которое спо­собно упруго сопротивляться деформации сдвига.


Обычно в металлах скорость поперечной волны при­мерно в два раза меньше, чем скорость продольной волны:

сt = 0,55 · сl

Длина ультразвуковой поперечной волны в металле же­лезнодо­рожного рельса λ = ___________ мм.

4. Вывод

Лабораторная работа № 3

Совершенствование знаний в изучении природы пьезоэффекта

Цель: изучить характерные особенности природы пьезоэффекта

Наглядные пособия: плакаты, дефектоскоп

Порядок выполнения:

Понятие о пьезоэффекте

Понятие о резонансе

Понятие о добротности

Понятие о направленности

1. Понятие о пьезоэффекте

Для получения ультразвука применяют _______________________ _________________________________________________ и другие преобразователи. В большинстве средств рельсо­вой дефектоскопии возбуждение и прием ультра­звуковых колебаний осуществляются с применением пьезоэлектри­ческих преобразователей (ПЭП).

В основу действия ПЭП как излучателей ультразвуковых механи­чес­ких колебаний заложено явление обратного пьезоэффекта. Сущ­ность его следующая. Если на проти­воположные поверхности пла­тины из материала со спо­собностями пьезоэффекта подавать знако­переменные электрические сигналы, то пластина будет совершать __________________________________________________________. Пьезоэлектрический преобразователь как приемник действует на основе прямого пьезоэффекта. При воздейст­вии на пьезопластину механических колебаний с электро­дов на ее поверхностях снима­ются электрические сигналы с частотой, равной частоте механичес­ких колебаний.

Одна и та же пьезопластина может действовать в режимах излучения и приема ультразвуковых колебаний (УЗК).

Наибольшее распространение получили пьезоэлектричес­кие преоб­разователи, в которых пьезопластины изготов­лены из ___________ _______________ или пьезокристаллических материалов – титаната бария, цирконата-титаната свинца и других материалов. В конст­рукциях ПЭП рельсовых де­фектоскопов пьезопластины (вставки, резонаторы) чаще всего изготовляются из цирконата-титаната свин­ца марки 19 (ЦТС-19).

Согласно методике какие параметры из перечисленных отображаются в протоколе толщинометрии

3. Чем определяется возможность обнаружения дефектов материала ультразвуковым методом?
Правильный ответ: Различием акустических сопротивлений материала и несплошности.
Вопрос:

5. Расстояние преодолеваемое упругой волной за время, равное одному периоду колебаний, это

7. Какой из перечисленных типов волн является единственным, распространяющимся в жидкости?

Продольная.
9. Для какого из перечисленных типов волн скорость распространения ультразвука в стали является максимальной?
Правильный ответ: Продольные волны.
10. Упругие возмущения, распространяющиеся вдоль свободной границы твердого тела практически без затухания, это .
Правильный ответ: поверхностные волны (волны Рэлея).
17. При контроле прямым преобразователем время от начала излучения зондирующего импульса в изделие до момента прихода эхо-сигнала от дефекта, залегающего на глубине 30 мм (скорость звука в металле - 6000 м/с), составляет:
Правильный ответ: 10 мкс.
Вопрос:

18. При распространении в идеальной безграничной среде (коэффициент затухания равен нулю) не зависит от расстояния амплитуда волны с .

19. Явление, при котором волна, упавшая на границу раздела двух сред, меняет свое направление в первой среде, называется:
Правильный ответ: отражение.
21. Явление частичного огибания волнами препятствия, находящегося на пути их распространения, называется:
Правильный ответ: дифракцией.
Вопрос:

22. Угол преломления продольных ультразвуковых волн, наклонно падающих под определенным углом на границу раздела вода-металл, зависит от:

соотношения скоростей звука в воде и металле.
23. Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 град. к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет:

24. Угол отражения ультразвукового пучка от поверхности раздела вода-сталь:
Правильный ответ: равен углу падения.
25. Если ультразвуковая волна проходит через границу раздела двух сред, первая из которых имеет большее значение акустического сопротивления, но скорости звука в обеих средах одинаковы, то угол преломления будет:
Правильный ответ: равным углу падения.

28. Волны какого типа возбуждаются в объеме твердого тела при падении на его границу плоской продольной волны под углом больше второго критического?
Правильный ответ: Объемные волны не возбуждаются.
Вопрос:

31. При прозвучивании прямым ПЭП с торца сплошного цилиндра, диаметр которого много меньше его длины, периферийные лучи ультразвукового пучка могут отразиться от боковой поверхности до того, как ось пучка достигнет донной поверхности. Это может вызвать:

эхо-сигналы после первого донного сигнала и неравномерно изменяющуюся чувствительность по высоте цилиндра.
32. От акустических сопротивлений материалов первой и второй сред на границе их раздела зависит:

энергетические соотношения на границе раздела сред.

33. Параметр, определяющий количество ультразвуковой энергии, отраженной от поверхности раздела двух сред, называется:
Правильный ответ: коэффициентом отражения.
35. При падении ультразвуковой волны на дефект в каком случае эхо-сигнал будет больше?

36. Для экспериментального сравнения коэффициента прозрачности границы "ПЭП-контролируемый материал" в изделии и стандартном образце используют отражатели:
Правильный ответ: одного и того же вида, расположенные на одной и той же глубине.
37. При контроле на глубине 30 мм была выявлена пора диаметром 2 мм. Поры какого диаметра будут выявляться на глубине 60 мм?
Правильный ответ: 8.
39. Коэффициент отражения пучка продольных волн от двугранного угла

равен 1 при углах падения 0° и 90°

43. Производится контроль крупнозернистого материала при фиксированной частоте колебаний. Для волн какого типа коэффициент затухания наименьший?

47. Коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в дальней зоне в стали составляет 0,016 дБ/мм плита имеет толщину 250 мм. Как отличаются амплитуды первого и второго донных сигналов?

48. При контроле полуфабрикатов амплитуда эхо-сигнала от надежно выявляемой несплошности должна превышать максимальную амплитуду эхо-сигналов от структурных неоднородностей материала, по крайней мере, на .
Правильный ответ: 6 дБ.
49. Будут ли результаты одинаковыми, если измерять коэффициент затухания продольных ультразвуковых волн по соотношению донных сигналов в образце одной толщины (первого и второго донных сигналов) и в образце, имеющем участок той

же толщины и участок удвоенной толщины?

50. По какому закону убывает амплитуда волны под влиянием затухания?
Правильный ответ: По экспоненте.
51. Метод контроля, при котором ультразвук, излучаемый одним ПЭП, проходит сквозь объект контроля и регистрируется другим ПЭП на противоположной стороне объекта, называется:
Правильный ответ: теневым методом.
52. Признаком наличия несплошности при контроле теневым методом является:
Правильный ответ: уменьшение амплитуды импульса, прошедшего через объект контроля на дефектном участке, по сравнению с бездефектными участками.
Вопрос:

54. Зеркально-теневой метод можно реализовать .

И одним прямым, и двумя наклонными ПЭП.

55. В каких пределах изменяется коэффициент выявляемости дефекта при зеркально-теневом методе?

От 0 до 1.
Вопрос:

56. Амплитуда первого донного сигнала в отсутствии дефекта в 5 раз больше амплитуды того же донного сигнала при наличии дефекта. Это значит, что коэффициент выявляемости дефекта Кд:

58. Угол ввода наклонного преобразователя:

определяется экпериментально на стандартном образце с цилиндрическим отверстием.

59. Схема контроля, реализующая эхо-зеркальный метод, когда наклонные излучатель и приемник ориентированы в одну сторону, а плоскости падения центральных лучей совмещены, называется:

схемой ТАНДЕМ.
61. Каково назначение пьезоэлемента в преобразователе?

Преобразование электрических колебаний в акустические и обратное преобразование.

62. Каково назначение протектора в прямом преобразователе?
Правильный ответ: Защита пьезоэлемента от механических повреждений.
Вопрос:

63. Прямые ПЭП с мягким протектором в отличие от ПЭП с жестким протектором .

менее чувствительны к неровностям и шероховатости поверхности.

65. Какой из нижеперечисленных ПЭП содержит наиболее тонкий пьезоэлемент?
Правильный ответ: На частоту 10,0 МГц.
Вопрос:

66. Что такое стрела преобразователя?

Расстояние от точки выхода наклонного ПЭП до его передней грани.

71. Область контролируемого металла, прилегающая к контактной поверхности объекта контроля, в пределах которой невозможно обнаружить дефект, называют:

72. При прочих равных условиях величина мертвой зоны с увеличением угла ввода луча .
Правильный ответ: уменьшается.
73. Глубина залегания H плоскодонного отражателя, плоскость которого ориентирована под углом 45° к поверхности изделия, измерена двумя наклонными преобразователями с углом ввода 1=40° и 2=65°.

Как соотносятся значения H1 и H2, измеренные преобразователями с углами ввода 1 и 2 соответственно?
Правильный ответ: H1>H2
Вопрос:

74. Главной характеристикой акустического поля в дальней зоне является:

75. Рассчитайте длину ближней зоны преобразователя радиусом 8 мм и частотой 1,5 МГц в среде со скоростью звука С=6,0 мм/мкс.

76. Какая из перечисленных формул используется для расчета полного угла  раскрытия основного лепестка диаграммы направленности прямого преобразователя радиусом на частоту f, если скорость звука в среде С?
Правильный ответ: sin = 0,61 C/af.
Вопрос:

77. По мере увеличения частоты ультразвука угол раскрытия основного лепестка диаграммы направленности излучателя данного диаметра .

78. Пьезопластины из одного и того же пьезоматериала с радиусами а1 D.

123. По каким из перечисленных ниже отражателям следует настраивать ВРЧ дефектоскопа, чтобы сохранить по всей толщине контролируемого изделия равную предельную чувствительность?

По плоскодонным отверстиям одинакового диаметра на разной глубине.

126. Эхо-сигналы от какого отражателя не зависят от угла ввода ПЭП при одинаковом расстоянии до него?
Правильный ответ: Цилиндрическое отверстие, параллельное поверхности изделия и перпендикулярное звуковому лучу.
127. Мерой эквивалентной площади дефекта служит .
Правильный ответ: площадь диска.
129. Два дефекта расположены в дальней зоне на одинаковом расстоянии от ПЭП. Амплитуда эхо-сигнала от первого дефекта в 4 раза больше, чем от второго, отсечка выключена. Определить эквивалентную площадь второго дефекта, если для

первого она составляет 40 мм2.

134. При контроле прямым совмещенным ПЭП амплитуда эхо сигнала от плоскости на глубине 150 мм превышает амплитуду от плоскодонного отражателя на 25 дБ. Какова будет разница амплитуд, если такие же отражатели расположены на глубине 600мм?

139. При измерении условного углового размера дефекта в сварном шве смещение преобразователя в широких пределах практически не влияет на амплитуду эхо-сигнала. Это означает, что .

дефект имеет округлую форму в плане сварного соединения.

141. Коэффициент формы Кф дефекта измеряют при включении преобразователей по .

схеме ТАНДЕМ, режим раздельно-совмещенный.

142. Дефект имеет плоскостную форму, если для его коэффициента формы Кф выполняется условие .

Читайте также: