第1章 超声检测的物理基础 1
1.1机械振动与机械波 1
1.1.1机械振动 1
1.1.2机械波 2
1.2超声波 4
1.2.1超声波的波型 4
1.2.2超声波的波形 7
1.2.3连续波与脉冲波 8
1.2.4超声波的传播速度 9
1.2.5超声场的特征量 12
1.2.6幅度的分贝表示 14
1.3超声波的界面上的行为 15
1.3.1垂直入射到平界面上的反射和透射 15
1.3.2垂直入射到薄层平界面上的反射和透射 19
1.3.3倾斜入射到平界面上的反射、折射和波型转换 20
1.3.4端角反射 26
1.3.5入射到曲界面上的反射和透射 27
1.3.6超声波的波动性 29
1.3.7超声波的传播衰减 31
1.4声场 33
1.4.1圆盘声源的声场 33
1.4.2聚焦声源的声场 38
1.4.3斜探头发射的横波声场 40
1.5规则反射体回波声压 41
1.5.1大平面反射体 41
1.5.2圆形平面和方形平面的反射 42
1.5.3圆柱形反射体 42
1.5.4球形反射体 43
第2章 超声检测设备 44
2.1超声检测仪 44
2.1.1超声检测仪的分类 44
2.1.2 A型显示超声检测仪 45
2.1.3 B型超声检测仪 50
2.1.4 C型超声检测仪 50
2.1.5数字超声检测仪 50
2.1.6数字测厚仪 52
2.2超声波探头 52
2.2.1压电效应 52
2.2.2压电材料 53
2.2.3压电晶片的主要参数 53
2.2.4探头基本结构和作用 55
2.2.5探头的类型 56
2.2.6延迟块 59
2.2.7连接电缆 59
2.3试块 59
2.3.1试块的作用 60
2.3.2试块的分类 61
2.4耦合剂 64
2.4.1耦合剂的作用 64
2.4.2常用的耦合剂 64
2.5超声检测仪和探头的性能 65
2.5.1超声检测仪的性能 65
2.5.2探头的性能 66
2.5.3超声检测仪和探头的组合性能 67
第3章 超声检测技术 69
3.1检测技术分类与特点 69
3.1.1脉冲反射法和透射法 70
3.1.2直射声束法与斜射声束法 72
3.1.3单探头法与双探头法 74
3.1.4接触法和液浸法 75
3.2基本参数的选择原则 76
3.2.1对检测对象的了解 77
3.2.2入射方向和入射面的选择 77
3.2.3检测频率的选择 77
3.2.4仪器的选择 78
3.2.5探头的选择 78
3.2.6参考试块的选择 79
3.2.7耦合剂的选择 80
3.2.8扫查的要求 80
3.3直射纵波检测技术 80
3.3.1直射纵波反射法的种类 80
3.3.2时基线的调整 82
3.3.3检测灵敏度的调整 83
3.3.4扫查方法 87
3.3.5缺陷位置的确定 88
3.3.6缺陷尺寸的评定 88
3.3.7侧壁对检测灵敏度及缺陷定位的影响 92
3.3.8其他非缺陷回波的判定 94
3.4斜射横波检测技术 96
3.4.1检测的准备 96
3.4.2时基线的调整 98
3.4.3检测灵敏度的调整 100
3.4.4扫查方法 100
3.4.5缺陷位置的确定 101
3.4.6缺陷尺寸的评定 102
3.4.7缺陷定位时应该考虑的因素 102
3.4.8侧壁界面对检测灵敏度的影响 102
3.5水浸法检测技术 103
3.5.1水浸检测系统 103
3.5.2直射声束和聚焦声束的应用 104
3.6表面波检测技术 107
3.6.1表面波的产生 108
3.6.2时基线及检测灵敏度的调整 108
3.6.3缺陷的检测 109
3.7兰姆波检测技术 109
3.8影响缺陷回波高度的因素 109
3.8.1缺陷形状的影响 110
3.8.2缺陷取向的影响 110
3.8.3缺陷性质的影响 111
3.8.4缺陷表面粗糙度 111
3.8.5缺陷回波指向性的影响 111
3.9声速与厚度测量 111
3.9.1声速的测量 111
3.9.2厚度的测量 114
3.10其他检测技术 115
3.10.1空气耦合技术 115
3.10.2爬波检测技术 116
3.10.3衍射声时（TOFD）技术 117
3.10.4相控阵扫描检测技术 118
第4章 声振检测技术 121
4.1敲击（TAP）法 121
4.1.1检测原理 121
4.1.2检测设备 122
4.1.3检测方法及适用范围 123
4.2机械阻抗（MIA）法 124
4.2.1检测原理 124
4.2.2检测设备 125
4.2.3检测方法及适用范围 129
4.2.4涡—声法 129
4.3谐振法 131
4.3.1检测原理 131
4.3.2检测设备 131
4.3.3检测方法及适用范围 133
第5章 金属材料制件品的检测 136
5.1铸件检测 136
5.1.1制造方法及常见缺陷 136
5.1.2检测特点 136
5.1.3常用检测技术 136
5.1.4参考标准及评价 137
5.2锻件检测 138
5.2.1制造方法及常见缺陷 138
5.2.2检测特点 138
5.2.3常用检测技术 139
5.2.4常见类型锻件的检测 139
5.2.5参考标准及评价 140
5.3板材检测 141
5.3.1制造方法及常见缺陷 141
5.3.2厚板常用检测技术 141
5.3.3薄板常用检测技术 142
5.3.4参考标准及评价 146
5.4管材检测 146
5.4.1制造方法及常见缺陷 146
5.4.2常用检测技术 146
5.4.3参考标准及评价 150
5.5棒材检测 150
5.5.1制造方法及常见缺陷 150
5.5.2常用检测技术 150
5.5.3参考标准及评价 152
5.6焊接接头的检测 152
5.6.1焊接工艺及常见缺陷 152
5.6.2板对接焊缝检测 153
5.6.3 T形焊缝检测 158
5.6.4参考标准及评价 159
5.6.5干扰信号和固定回波的判别 160
5.7金属材料及其热工艺对声传播的影响 161
5.7.1变形金属材料的声传播特性 161
5.7.2热加工工艺对声传播特性的影响 162
第6章 飞机维修检测 165
6.1超声检测特点 165
6.2紧固件的检测 166
6.2.1紧固件（原位状态）的检测 166
6.2.2紧固件（拆下状态）的检测 167
6.3结构件裂纹检测 167
6.3.1紧固件孔周围裂纹检测 167
6.3.2接头凸耳内壁裂纹检测 173
6.3.3枢轴销裂纹检测 176
6.4利用回波相位判断材料性质 177
6.5厚度测量 177
6.6参考标准及评价 180
6.7应用实例 180
6.7.1检测B737型飞机PCU液力总管内壁铬层 180
6.7.2 B737型飞机178站位隔框腹板裂纹检测 182
6.7.3 B737型飞机襟翼滑架芯轴检测 184
6.7.4相控阵检测蒙皮搭接处裂纹 186
第7章 发动机维修检测 189
7.1方法和技术 189
7.1.1纵波 190
7.1.2横波 190
7.1.3表面波 190
7.1.4 C扫描 190
7.2参考标准及评价 190
7.3应用实例 190
7.3.1 CF6-50发动机涡轮中介机匣后安装边圆周焊缝裂纹检查 190
7.3.2 PWJT9D发动机风扇叶片前后缘焊修区裂纹检查 192
7.3.3 RB211发动机风扇叶片超声波检查 193
7.3.4 V2500发动机HPC第4级叶片根部裂纹检查 197
第8章 复合材料与胶接结构的检测 200
8.1复合材料与胶接结构 200
8.1.1复合材料种类及特点 200
8.1.2胶接结构及特点 201
8.1.3使用中常见缺陷 202
8.2超声检测特点 203
8.3蜂窝结构的检测 205
8.3.1透射法 205
8.3.2脉冲回波法 208
8.4层板结构的检测 209
8.4.1脉冲回波法 209
8.4.2透射法 213
8.5超声检测应用实例 215
8.5.1 B767型飞机升降舵面板检测 215
8.5.2空气耦合技术检测B777型飞机主起落架舱门雷达板 216
8.6声振检测应用实例 218
8.6.1一般蜂窝胶接结构的检测 218
8.6.2 B737型飞机发动机消音板内整流罩胶接检测 219
8.6.3谐振法（高频）检测B777型飞机主起落架舱门隔热层和雷达板 222
第9章 超声检测标准、规范和程序 224
9.1超声检测标准 224
9.1.1标准分类 224
9.1.2相关标准简介 225
9.1.3超声检测方法标准内容 227
9.2超声检测规范 228
9.2.1波音规范 228
9.2.2其他规范 229
9.3超声检测程序 229
9.3.1飞机结构检测程序 229
9.3.2发动机零件检测程序 230
9.3.3附件检测程序 230
9.4超声检测程序的编制 230
9.4.1程序编制要求 230
9.4.2程序编制实例 231
第10章 实验 239
第一部分 仪器系统性能的测定 239
实验1水平线性的测定 239
实验2垂直线性的测定 240
实验3分贝调节器准确度的测定 241
实验4动态范围的测定 242
实验5纵波直射单探头近场长度的测定 242
实验6分辨力的测定 243
实验7灵敏度和信噪比的测定 245
实验8探头性能测试 246
第二部分 纵波检测 248
实验9时间基线的校准及缺陷深度的测定 248
实验10检测灵敏度的调整 249
实验11传输损失值的测定 250
第三部分 横波检则 251
实验12斜探头入射点和折射角的测定 251
实验13零点校正与时间基线按声程的校准 252
第四部分 其他实验 253
实验14机械阻抗法测试 253
第五部分 实验用部分试块示意图 257