本書對壓電超聲導波時間反轉法在管道結構健康監測中的應用進行了研究，在國內首次對充液埋地管道結構的裂紋監測進行了理論和試驗研究，具有很高的創新性和試驗指導價值

●第1章 緒論0011.1 研究背景及意義0021.2 研究歷史和現狀0041.2.1 國外研究歷史和現狀0041.2.2  國內研究歷史和現狀0071.3 基於壓電材料的結構健康監測0091.3.1  基於壓電材料的被動監測0091.3.2  基於壓電材料的主動監測0101.4 主要研究內容及特色0111.5 本章小結013第2章 壓電效應與超聲導波的基本理論0142.1 壓電材料基本性能0152.1.1  壓電材料與壓電效應0152.1.2  壓電作動器與傳感器0172.2 超聲導波的基本概念與分類0182.3 群速度和相速度0192.4 導波的多模態和頻散現像0212.5 周向導波0232.6 柱面導波0262.7 空心圓管中導波模態分析0322.7.1  L模態0332.7.2 T模態0352.7.3  F模態0372.8 本章小結040第3章 壓電超聲導波時間反轉基本理論及試驗驗證0413.1 概述0423.2 時間反轉產生的技術背景0433.2.1  時間反轉鏡技術在超聲領域中的發展0433.2.2  固體中的時間反轉技術及研究現狀0443.3 超聲導波時間反轉聚焦分析0453.3.1  單個作動器/傳感器的超聲導波時間反轉過程0453.3.2  多個傳感器的超聲導波時間反轉聚焦過程0473.4 時間反轉法在板中試驗驗證0493.4.1  單個壓電作動器/傳感器對超聲導波的時間反轉聚焦試驗及結果0513.4.2  多個壓電作動器/傳感器對超聲導波的時反聚焦試驗及結果0533.5 本章小結056第4章 管道結構壓電超聲導波裂紋監測數值模擬0574.1 數值模型0584.1.1 &nbs選取0584.1.2  模型建立0594.2 超聲導波管道裂紋監測中激勵頻率和模態選擇0604.2.1  激勵信號選取0614.2.2  激勵信號周期0624.2.3  截止頻率0644.3 時間反轉法的基本流程0654.4 全信號取點率對監測能力的影響0664.5 模擬及結果分析0694.5.1  周向裂紋0694.5.2  軸向裂紋0744.5.3  斜向裂紋0794.6 本章小結084第5章 空心直管結構壓電超聲導波裂紋監測試驗0865.1 管道結構超聲導波裂紋監測理論0875.2 試驗目標與試驗繫統0885.2.1  試驗目標0885.2.2  試驗繫統0885.3 無缺陷管道超聲導波監測試驗0895.4 時間反轉導波監測試驗0935.4.1  時間反轉導波監測試驗過程0935.4.2  含周向裂紋管道結構損傷監測0945.4.3  含軸向裂紋管道結構損傷監測0985.4.4  含斜向裂紋管道結構損傷監測1035.5 本章小結108第6章 充液埋地管道結構超聲導波理論研究與裂紋監測試驗1096.1 充液埋地管道結構超聲導波監測理論1106.2 試驗繫統1156.3 基於縱向導波的充液埋地直管斜裂紋監測1166.3.1  縱向導波的頻散曲線和激勵頻率的選擇1166.3.2  試驗結果及分析1196.3.3  含不同角度斜裂紋管道結構損傷時間反轉監測1206.4 基於扭轉模態導波的埋地充液直管軸向裂紋監測1256.4.1  扭轉導波激勵頻率的選擇1256.4.2  試驗繫統1266.4.3  試驗結果及分析1286.4.4  時間反轉結果及分析1306.5 基於縱向導波的彎管焊縫監測1326.5.1  理論分析1326.5.2  試驗繫統1346.5.3  試驗結果與分析1356.6 本章小結139第7章 結論與展望1407.1 結論1417.2 創新點摘要1437.3 展望144主要符號表146參考文獻148

本書為對管道無損檢測領域一些前瞻性研究的探討。本書在國內首次對崇業埋地管道結構的裂紋監測進行了理論和試驗研究，開發了一套快捷準確的試驗繫統，對準確判斷管道結構完整性、提高其監測水平具有重要的現實意義。本書的主要內容包括：推導出管道超聲導波的時間反轉聚焦基本公式；對窄帶激勵信號激勵下的超聲導波信號聚焦進行了理論分析和試驗研究；對超聲導波不同模態下空管中各種裂紋的敏感性進行了理論分析和試驗驗證；根據三維彈性波動理論，通過在土中波的標量勢中引入第二類Hankel函數，對管道-土體繫中的導波傳播的波動方程進行了求解。本書可供結構、機械、石油、市政等結構健康相關領域的研究人員、技術人員以及從事相關研究的在校師生參考使用。

趙乃志、殷紅花著 著