材料非线性超声特性检测

《材料非线性超声特性检测》通过物理、声学、力学和建模仿真等构建非线性超声特性检测的理论与实验研究框架，涉及两大类问题：与材料弹性非线性相关的非线性超声特性检测以及与接触声非线性相关的非线性超声特性检测，通过超声纵波、导波及表面波的高次谐波表征材料弹性非线性弹性特性；通过非线性共振、非线性混频以及次谐波表征粘接界面和裂纹等接触声非线性特性。《材料非线性超声特性检测》主要内容包括非线性超声基本原理、非线性超声各类波型的激发与测量方法、非线性超声信号与材料微组织的耦合关系（包括材料退化、粘接状态、微裂纹等）以及非线性超声相控阵成像等。本书可作为高等院校机械工程、材料科学与工程、精密仅器与侧革寺专业高年级本科生、研究生的学习参考书，也可作为超声检测领域工程技术人员的工作参考书。

译者前言
前言
第1章综述——非线性超声特性1
参考文献4
第一部分与材料弹性非线性相关的非线性超声特性检测
第2章高次谐波非线性超声参量的测量7
2.1高次谐波的产生7
2.2非线性超声参量9
2.3非线性超声参量的测量11
2.3.1绝对非线性超声参量11
2.3.2相对非线性超声参量16
2.3.3通过相对非线性超声参量的测量估计绝对非线性超声参量17
2.3.4测量可靠性实验23
2.4影响测量可靠性的因素25
2.4.1不确定的初始谐波27
2.4.2耦合层27
2.4.3模数转换器30
2.4.4数字信号处理36
2.5铝合金热老化损伤的评价38
2.6相关的方法41
2.6.1反相脉冲技术41
2.6.2脉冲回波法44
2.6.3V型扫描法44
2.6.4激光超声的声表面波45
参考文献46
符号说明50
第3章非线性导波的测量53
3.1简介53
3.2背景54
3.2.1线性导波传播54
3.2.2非线性导波简史55
3.3次级声波发生的基波选择57
3.3.1基本原理57
3.3.2理论公式58
3.3.3自相互作用62
3.3.4板中的相互作用67
3.4基波的激励和次级声波的传感70
3.4.1兰姆波的激发70
3.4.2SH波的激发71
3.4.3传感72
3.4.4衍射效应73
3.5仪器仪表和信号处理73
3.5.1仪器仪表73
3.5.2信号处理75
3.6测量注意事项76
3.6.1测量系统的非线性77
3.6.2材料非线性77
3.6.3测量材料退化78
3.7结束语89
参考文献89
符号说明94
第二部分与接触声非线性相关的非线性超声特性检测
第4章非线性声学测量在无损评价中的应用：波与振动99
4.1引言99
4.2非线性声学的基本原理：纵波中高次谐波的产生100
4.3非线性声表面波107
4.3.1非线性声表面波理论107
4.3.2非线性声表面波实验109
4.4非黏合界面的局部非线性111
4.5用于监测粘接质量的局部非线性115
4.5.1方法115
4.5.2试件117
4.5.3测量结果117
4.5.4实际航空部件粘接质量的评价121
4.6局部缺陷共振和局部非线性123
4.7各种非线性共振的非线性增强128
4.7.1超谐波共振128
4.7.2组合频率共振129
4.7.3次谐波和参量共振131
4.8线性和非线性局部缺陷共振用于缺陷非接触式诊断成像135
4.8.1实验方法135
4.8.2非接触式局部缺陷共振的成像结果136
4.8.3非线性局部缺陷共振的诊断成像139
4.9结论145
参考文献145
第5章用于测量闭合裂纹深度的非线性超声相控阵148
5.1引言148
5.2次谐波153
5.2.1基本原理154
5.2.2实验配置158
5.2.3成像结果162
5.3并行和顺序发射168
5.3.1基本原理168
5.3.2实验配置173
5.3.3成像结果175
5.4全阵元、奇数阵元、偶数阵元传输180
5.4.1原理180
5.4.2实验配置184
5.4.3成像结果187
5.5热应力的利用191
5.5.1原理191
5.5.2实验条件194
5.5.3成像结果197
5.6结论203
参考文献203
第6章裂纹的光声非线性混频特性211
6.1非线性光声学导论211
6.1.1激光光学与非线性声学相结合的无损检测方法综述212
6.1.2连续波激光辐射调制对热弹性应力和声波的激发212
6.1.3稳态激光加热对裂纹的影响215
6.2光声非线性混频裂纹检测法218
6.2.1实验装置219
6.2.2方法原理220
6.2.3裂纹的一维成像222
6.2.4裂纹的二维成像224
6.2.5裂纹图像的空间分辨率227
6.3局部裂纹参数的定量评价230
6.3.1理论模型231
6.3.2非线性旁瓣幅值随载荷的变化238
6.3.3裂纹参数的获取241
6.4结论244
参考文献245