超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

第1章緒論（1）
1.1引言（1）
1.2超聲導(dǎo)波與超聲體波（3）
1.3超聲導(dǎo)波的基本特性（5）
1.3.1超聲導(dǎo)波的傳播特性（5）
1.3.2超聲導(dǎo)波的波結(jié)構(gòu)（13）
參考文獻(xiàn)（15）
第2章超聲波的反射與折射（23）
2.1垂直入射波的反射與透射系數(shù)（23）
2.2斜入射波的Snell定律（27）
2.3臨界角與波形轉(zhuǎn)換（29）
2.4折射的慢度圖和臨界角分析（30）
2.5斜入射波的反射與透射系數(shù)（31）
2.5.1固固界面（31）
2.5.2固液界面（33）
2.5.3液固界面（34）
參考文獻(xiàn)（34）
第3章基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的超聲導(dǎo)波（35）
3.1板中的超聲導(dǎo)波（35）
3.1.1各向同性介質(zhì)（35）
3.1.2膨脹波和等容波（37）
3.1.3自由邊界條件板問題（37）
3.1.4波結(jié)構(gòu)（40）
3.1.5壓縮波和彎曲波（44）
3.2管中的縱向超聲導(dǎo)波（44）
3.2.1解析求解方法（44）
3.2.2激發(fā)條件和周向能量分布（51）
3.2.3激發(fā)源的影響（54）
3.3管中周向超聲導(dǎo)波（57）
3.3.1周向超聲導(dǎo)波的控制方程推導(dǎo)（58）
3.3.2多層環(huán)面中的周向波（63）
3.3.3管中保護(hù)覆層對(duì)周向?qū)Р▊鞑サ挠绊懀?6）
參考文獻(xiàn)（68）
第4章復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的超聲導(dǎo)波（70）
4.1各向異性介質(zhì)的克里斯托費(fèi)爾方程（70）
4.2關(guān)于速度、波和慢度面（72）
4.3層狀材料中的超聲導(dǎo)波（74）
4.3.1界面波（75）
4.3.2無限基底上層狀材料中的聲傳播（79）
4.3.3多層材料中的超聲導(dǎo)波（81）
4.4各向異性介質(zhì)中的超聲導(dǎo)波（86）
4.4.1相速度頻散曲線（86）
4.4.2傳播方向?qū)Τ晫?dǎo)波的影響（88）
4.4.3多層復(fù)合材料的超聲導(dǎo)波傳播（89）
4.5黏彈性介質(zhì)中的超聲導(dǎo)波（91）
4.5.1黏彈性模型（92）
4.5.2黏彈各向同性板（94）
4.5.3黏彈正交各向異性板（94）
4.5.4黏彈性介質(zhì)層中的蘭姆波（95）
參考文獻(xiàn)（97）
第5章超聲導(dǎo)波的信號(hào)處理（98）
5.1時(shí)頻分析方法（98）
5.1.1傳統(tǒng)時(shí)頻分析方法介紹（98）
5.1.2導(dǎo)波信號(hào)的時(shí)頻分析方法（99）
5.1.3時(shí)頻分析重排方法介紹（100）
5.2時(shí)間反轉(zhuǎn)法（101）
5.2.1基于傳遞函數(shù)的時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波場(chǎng)（102）
5.2.2時(shí)間反轉(zhuǎn)波場(chǎng)的空間聚焦效應(yīng)（105）
5.2.3時(shí)間反轉(zhuǎn)波場(chǎng)的時(shí)間聚焦效應(yīng)（108）
5.2.4基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的導(dǎo)波檢測(cè)方法（110）
5.3全聚焦成像方法（112）
5.3.1超聲陣列全聚焦成像（113）
5.3.2超聲陣列相位成像（114）
5.3.3超聲陣列矢量全聚焦成像（115）
參考文獻(xiàn)（117）
第6章導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備（118）
6.1超聲導(dǎo)波換能器（120）
6.1.1壓電式導(dǎo)波換能器（120）
6.1.2磁致伸縮式導(dǎo)波換能器（122）
6.1.3電磁超聲式導(dǎo)波換能器（136）
6.1.4激光超聲式導(dǎo)波換能器（137）
6.2導(dǎo)波檢測(cè)儀器（139）
6.2.1集成式導(dǎo)波檢測(cè)儀器的主要技術(shù)指標(biāo)（139）
6.2.2檢測(cè)設(shè)備國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及設(shè)備參數(shù)（140）
6.2.3國(guó)內(nèi)開發(fā)的導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)介（141）
6.3導(dǎo)波檢測(cè)軟件（154）
6.3.1導(dǎo)波激勵(lì)控制軟件（154）
6.3.2導(dǎo)波信號(hào)分析及成像軟件（159）
6.4導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備性能（164）
6.4.1檢測(cè)設(shè)備的導(dǎo)波脈沖發(fā)射（164）
6.4.2檢測(cè)設(shè)備的導(dǎo)波方向控制（171）
6.4.3檢測(cè)設(shè)備導(dǎo)波距離幅值分析（174）
參考文獻(xiàn)（175）
第7章試塊及檢測(cè)工藝（176）
7.1試塊（176）
7.1.1試塊的用途（176）
7.1.2試塊的分類（177）
7.1.3試塊的要求與維護(hù)（178）
7.2檢測(cè)工藝（178）
7.2.1通用導(dǎo)波檢測(cè)工藝設(shè)計(jì)（178）
7.2.2通用導(dǎo)波檢測(cè)工藝規(guī)程（179）
7.2.3檢測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)與工藝驗(yàn)證（180）
7.3檢測(cè)質(zhì)量控制（181）
7.3.1檢測(cè)設(shè)備的質(zhì)量控制要素（181）
7.3.2檢測(cè)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)與安全要求（182）
參考文獻(xiàn)（183）
第8章超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用（184）
8.1板材缺陷的超聲導(dǎo)波檢測(cè)（184）
8.1.1板材的主要類型（184）
8.1.2板材中常見缺陷（184）
8.1.3板材缺陷超聲導(dǎo)波檢測(cè)（186）
8.1.4板材缺陷超聲導(dǎo)波檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例（189）
8.2管道缺陷的超聲導(dǎo)波檢測(cè)（198）
8.2.1管道及管道缺陷分類（198）
8.2.2管道缺陷超聲導(dǎo)波檢測(cè)（199）
8.2.3管道缺陷超聲導(dǎo)波檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例（201）
8.3壓力容器的超聲導(dǎo)波檢測(cè)（211）
8.3.1壓力容器及容器缺陷分類（211）
8.3.2壓力容器缺陷超聲導(dǎo)波檢測(cè)（212）
8.3.3壓力容器超聲導(dǎo)波檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例（216）
8.4結(jié)構(gòu)完整性監(jiān)測(cè)（219）
8.4.1結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介（219）
8.4.2基于嵌入式壓電晶片主動(dòng)傳感器（PWAS）的時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波監(jiān)測(cè)（223）
8.4.3超聲導(dǎo)波在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（225）
參考文獻(xiàn)（226）
附錄（228）
附錄1GB/T 31211.1—2024 無損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)第1部分：總則（228）
附錄2Q/SY 05184—2019鋼制管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（242）
附錄3GB/T 31211.2—2024無損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)第2部分：磁致
伸縮法（246）
附錄4Q/SY 1485—2012立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐在線檢測(cè)及評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范
（257）
附錄5BS 9690-1《無損檢測(cè)——導(dǎo)波檢測(cè)第1部分：通則》（Nondestructive testingGuided wave testing Part 1：General guidance and principles）
（273）
附錄6BS 9690-2《無損檢測(cè)——導(dǎo)波檢測(cè)第2部分：管道和結(jié)構(gòu)管材導(dǎo)波檢測(cè)的基本要求》（Nondestructive testingGuided wave testing Part 2：Basic requirements for guided wave testing of pipes，pipelines and structural tubulars）
（284）
附錄7ASTM E2775-16《使用壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)地上鋼管進(jìn)行導(dǎo)波測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐》（Standard practice for guided wave testing of above ground steel pipework using piezoelectric effect transduction）（296）
附錄8ASTM E2929-18（2022）《非埋地鋼管磁致伸縮超聲導(dǎo)波檢測(cè)規(guī)程》（Standard practice for guided wave testing of above ground steel piping with magnetostrictive transduction）（309）
附錄9其他標(biāo)準(zhǔn)（321）
符號(hào)表