固體中的超聲波

譯者序
前言
致謝
第1章 緒論
1.1 背景
1.2 內容要覽
第2章 頻散原理
2.1 引言
2.2 張緊弦中的波
2.3 彈性基礎上的弦
2.4 黏性基礎上的弦
2.5 黏彈性基礎上的弦
2.6 頻散系統的圖解法
2.7 群速度概念
2.8 習題
第3章 無界各向同性和各向異性介質
3.1 引言
3.2 各向同性介質
3.3 各向異性介質的Christoffel方程
3.4 關於速度、波和慢度面
3.5 習題
第4章 反射與折射
4.1 引言
4.2 垂直入射波的反射系數
4.3 斜入射分析的Snell定律
4.4 臨界角與波型轉換
4.5 折射的慢度圖和監界角分析
4.6 習題
第5章 斜入射
5.1 背景
5.2 兩半無限介質界面處的反射和透射系數
5.3 具有非理想邊界條件的嵌於兩固體間的固體層情況
5.4 多次反射法
5.5 習題
第6章 波的散射
6.1 背景
6.2 實例
6.3 其他概念
6.4 習題
第7章 表面波和次表面波
7.1 背景
7.2 表面波
7.3 表面波的激發和接收
7.4 次表面縱波
7.5 習題
第8章 板中的波
8.1 引言
8.2 自由板問題
8.3 Rayleigh-Lamb頻率方程的數值解
8.4 群速率
8.5 波結構分析
8.6 壓縮波和彎曲波
8.7 其他問題
8.8 習題
第9章 界面波
9.1 引言
9.2 Stonely波
9.3 Scholte波
9.4 習題
第10章 半空間上的層結構
10.1 引言
10.2 半空間上的層結構
10.3 Love波
10.4 習題
第11章 波在桿中的傳播
11.1 背景
11.2 縱波在細桿中的傳播
11.3 波在無限長桿中的傳播
11.4 習題
第12章 波在空心圓柱體中的傳播
12.1 引言
12.2 彈性空心圓柱體中的周向導波
12.3 彈性空心圓柱體中的縱向導波
12.4 縱向軸對稱模態
12.5 縱向彎曲模態
12.6 空心圓柱體外表面受水載作用時的泄漏導波
12.7 衰減頻散曲線
12.8 波結構分析
12.9 討論
12.10 習題
……

作為長期從事動力學、實驗力學和現代測控技術研究的工作者，我們一直對如何利用應力波(聲波)理論解決工程結構問題，如細桿、板、圓柱殼、多層介質等的波動響應、健康診斷及實時監控等問題頗感興趣，而國內在這一領域的相關專著並不多。現有的專著或者過於簡單以致無法應用於實際問題，或者在數學上太深奧而難於處理。近年來，利用頻域分析與時域分析相結合的方法對應力波進行分析不失為一種有效的方法。這種方法最吸弓1我們的是如何利用相同的分析框架預測實驗結果，而利用超聲導波技術對諸如管道等結構進行長距離、大范圍檢測是其重要特征，並且這種方法可以對材料性能進行無損評估，對關鍵結構中的缺陷進行檢測和定位，它正逐步成為某些結構質量檢測與監控的有效工具。

J.L.羅斯是美國賓夕法尼亞州立大學工程與力學系設計與制造PaulM0rrow特聘教授。他領導的課題組，經過長期的研究工作及大量的實驗，在理論和實際工程應用中都取得了令人矚目的進展。他們的專著《固體中的超聲波》正是其研究的成果總結。該書通過力學、數學和建模建立起實際應用的框架，涉及的問題有波在板、桿、空心圓柱體、多層介質、復合材料及黏彈性材料中的傳播，波的反射與折射，表面波和次表面波，水平剪切波等；附錄提供了無損檢測、彈性力學、復變函數的基本概念，並介紹了幾個典型波傳播的實驗。該書最大的特點是內容豐富，理論有深度，實用性強；特別是利用導波技術，對諸如缺陷等問題的大范圍檢測，尤其是在惡劣條件下，比如在結構被隔離或結構塗有外包層等的長距離檢測提供了一種很好的解決辦法。該書內容非常實用，故而很想推薦給國內的同行及有志於從事應力波理論與應用的研究生和檢測工程師們，這也是我們翻譯此書的初衷。

該書的整個翻譯工作由我們課題組的全體成員及研究生共同完成。何存富教授、吳斌教授主持了整個翻譯工作，並對初譯稿進行了多次整理、校正，包括錯誤公式的修正和文字的順達工作。焦敬品博士翻譯了第11章到第14章，李龍濤博士翻譯了第18章到第20章及附錄E，金山碩士翻譯了第7章到第10章及附錄A，王智碩士翻譯了第5章、第6章、第17章及附錄B、C，李涌碩士翻譯了第1章到第4章、第16章及附錄D，於海群碩士做了大量的文字錄入工作，王秀彥副教授做了全書稿的排版、校對及打印工作。在翻譯過程中，太原理工大學應用力學研究所的楊桂通教授對全文進行了校審。在此，對他們一並表示衷心的感謝。本書的出版得到了國家自然科學基金、北京市自然科學基金的資助，以及教育部高等學校骨干教師資助計划、北京市教委科技發展計划的基金支持，同時也得到了北京工業大學機電學院和電控學院領導及同仁的大力支持，這里也向他們表示深深的謝意。

由於時間及水平有限，譯稿中錯誤在所難免，請讀者批評指正。