電磁超聲傳感器與電磁超聲非接觸測量(原書第2版)

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電磁超聲傳感器與電磁超聲非接觸測量(原書第2版)

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內容描述

本書介紹了電磁超聲方法和技術及其在物理學研究和工業檢測中的應用，對於電磁超聲的非接觸特性給予了特別的重視。
本書首先論述了非接觸式超聲測量對於無損評價的重要意義、
電磁超聲檢測技術發展簡史和電磁超聲共振(EMAR)技術的優勢；
然後分4個部分介紹了電磁超聲傳感器(EMAT)及電磁超聲檢測技術的原理和應用：
第壹部分介紹了EMAT的換能機制、各種實用EMAT的結構形式和實用製作方法；
第二部分介紹了基於EMAT的電磁超聲共振(EMAR)技術，及如何用於聲速和聲衰減的精確測量；
第三部分介紹瞭如何利用這些電磁超聲技術在材料物理研究方面進行創新，如位錯運動的原位監測、
各向異性彈性常數的測定、壓電材料的性能表徵、超聲共振顯微術以及材料的聲學非線性超聲評價等；
第四部分介紹了這些電磁超聲技術在各種工業領域的應用，如鋼板織構的在線監控、表面硬化層深度測量、
鋼中平均晶粒尺寸測量、各種工件(鋼軌、鋼管、過盈裝配的組件、焊縫、螺栓)中的殘餘應力或工作應力測量、
金屬材料疲勞剩餘壽命評估、腐蝕缺陷檢測和蠕變損傷檢測等，*後還介紹了一些電磁超聲技術的現場應用。
  本書內容豐富，涉及面廣。著述注重理論聯繫實際，概念清楚、
系統性強，公式推導簡潔，理論分析適度，且深入淺出、易於理解。
  本書可供無損檢測工程技術人員、材料科學與工程科研人員以及大專院校、科研院所有關師生參考。

目錄大綱

譯者序
原書第2版前言
原書第1版前言
第1章 引言：非接觸超聲測量
1.1 接觸式和非接觸式超聲測量
1.2 電磁超聲技術（EMAT）發展簡史
1.3 電磁超聲共振——EMAR
第一部分 電磁超聲技術進展
第2章 耦合機理
2.1 背景
2.2 激勵機理
2.2.1 控制方程
2.2.2 動態磁場
2.2.3 洛倫茲力
2.2.4 磁化力
2.2.5 磁致伸縮力
2.3 接收機理
2.4 與實際測量對比
2.4.1 SH板波
2.4.2 剪切波
第3章 實用電磁超聲傳感器
3.1 體波電磁超聲傳感器
3.2 線材和管棒材縱模導波電磁超聲傳感器
3.3 PPM型電磁超聲傳感器
3.4 沿管材軸向傳播的扭轉模態導波電磁超聲傳感器
3.5 回折線圈SH波電磁超聲傳感器
3.6 線性調頻脈沖壓縮SH波電磁超聲傳感器
3.7 軸向剪切波電磁超聲傳感器
3.8 螺栓頭中的共振型SH波電磁超聲傳感器
3.9 瑞利波電磁超聲傳感器
3.10 線聚焦和點聚焦電磁超聲傳感器
3.11 拘束型扭轉模態電磁超聲傳感器
3.12 高溫測量用電磁超聲傳感器
3.13 用於壓電材料的天線式激勵技術
第4章 電磁超聲傳感器製作簡介
4.1 線圈
4.2 磁體
4.3 阻抗匹配
4.3.1 L型匹配網絡
4.3.2 電壓升壓比
4.3.3 例1：回折線圈電磁超聲傳感器
4.3.4 例2：螺旋線圈體波電磁超聲傳感器
第二部分 EMAT-EMAR共振譜
第5章 EMAR 頻譜響應原理
5.1 共振測厚
5.2 用模擬式超外差方法測頻譜
5.3 共振頻率和相位角的確定方法
第6章 自由衰減法測量衰減和內耗
6.1 衰減測量的難點
6.2 超聲衰減的分離
6.3 衰減係數的測量
6.4 衍射損耗的修正
6.4.1 EMAT體波輻射的衍射現象
6.4.2 共振態下的修正
6.5 與常規技術的比較
第三部分 聲學物理研究
第7章 位錯運動的原位監測
7.1 低頻下位錯衰減模型
7.2 銅的彈塑性變形
7.3 鋁中點缺陷向位錯擴散
7.3.1 應力作用下的點缺陷擴散
7.3.2 點缺陷擴散的激活能
7.4 鋁鋅合金彈性變形後的位錯衰減
7.5 鋁的回復與再結晶
第8章 先進材料的彈性常數和內耗
8.1 EMAR共振超聲頻譜的模態控制
8.1.1 模態識別的難點
8.1.2 模態選擇原理
8.2 Cij和Qij-1的反演運算
8.3 單晶銅
8.4 金屬基複合材料（SiCf/Ti-6A1-4V）
8.4.1 測量各向異性複合材料Cij的難點
8.4.2 正交疊層複合材料和單向複合材料
8.4.3 室溫下的Cij和Qij
8.4.4 微觀力學模型
8.4.5 單根SiC纖維的彈性常數
8.4.6 高溫EMAR
8.5 鈦在hep-bcc相變過程中的高溫彈性常數
8.6 蓮藕型泡沫多孔銅
8.7 鎳基高溫合金
8.8 薄膜
8.8.1 薄膜的各向異性
8.8.2 層狀複合板的厚度共振
8.8.3 層狀複合長方體形試樣的自由諧振
8.8.4 Ni-P非晶合金薄膜
8.9 高溫下壓電材料共振測量
8.9.1 矽酸鎵鑭（La3Ga5SiO14）
8.9.2 a型石英
8.9.3 氮化鎵中載流子的聲子輔助躍遷傳導
第9章 共振超聲顯微術
9.1 局部彈性剛度
9.2 激振器的隔離
9.3 振動分析
9.4 楊氏模量成像
9.5 便攜式楊氏模量檢測儀
第10章 顯微組織演變非線性超聲表徵
10.1 非線性彈性
10.2 二次諧波激勵
10.3 共線式三波相互作用
10.4 非線性超聲共振譜
第四部分 工業應用
第11章 鋼板織構在線監控
11.1 多晶金屬的織構
11.2 織構與聲速各向異性的數學表達式
11.3 取向分佈係數ODCs與r值之間的關係
11.4 採用磁致伸縮型電磁超聲傳感器在線監控
第12章 聲彈法應力測量
12.1 高階彈性
12.2 固體的聲彈性響應
12.3 雙折射聲彈性
12.4 EMAR實際應力測量
12.4.1 鐵路鋼軌軸向應力
12.4.2 鋼管中的彎曲應力
12.4.3 過盈裝配圓盤中的殘餘應力
12.4.4 焊縫中的殘餘應力
12.4.5 薄板中的二維應力場
12.5 螺栓軸向應力測量
12.5.1 沿螺栓傳播的剪切波聲彈性
12.5.2 縱波/剪切波組合聲速比
12.5.3 螺栓頭中的SH波共振
第13章 感應硬化層深度測量
13.1 表面層改性的探測
13.2 軸向剪切波共振
13.3 線性擾動模式
13.4 反演評估硬化層深度
第14章 缺陷檢測和腐蝕檢測
14.1 輸氣管線檢測
14.1.1 PPM型EMAT線掃描檢測技術
14.1.2 SH模態的色散關係
14.1.3 測量結果解讀
14.2 SH模態在斜坡型缺陷邊緣的全反射
14.3 沿管子方向的扭轉模態導波缺陷檢測
14.4 線聚焦