●第1章 固體非線性聲波基礎 1
1.1 非線性彈性理論 1
1.1.1 形變 1
1.1.2 各向同性固體的彈性能 3
1.1.3 非線性運動方程 6
1.2 彈性波在固體中的非線性傳播 9
1.3 固體中彈性波的相互作用 11
1.4 固體界面接觸聲非線性 18
1.4.1 高次諧波的產生機理 18
1.4.2 理論模型 19
1.5 板中的非線性蘭姆波 22
1.5.1 非線性蘭姆波 22
1.5.2 利用模式展開分析方法 23
1.6 非均勻介質中的非線性聲傳播 25
1.6.1 理論 25
1.6.2 計算結果和討論 26
參考文獻 33
第2章 聲波在晶體和陶瓷材料中的非線性作用和聲記憶現像 36
2.1 聲波在晶體中的非線性相互作用 36
2.2 共線聲波沿晶體純模方向傳播的相互作用 54
2.2.1 基本方程 55
2.2.2 二次諧波和混頻波的產生 58
2.2.3 晶體的有效二階彈性常數和有效三階彈性常數 62
2.3 不同PT含量PMN-PT晶體純模軸研究 67
2.3.1 PMN-PT晶體的純模方式 67
2.3.2 慢度曲面表示的彈性波傳播的相速度 68
2.3.3 慢度曲面表示的彈性波的能量速度 68
2.3.4 對PMN-PT晶體的傳播速度及純模方式的具體分析 69
2.4 鉭酸鋰及PIN-PMN-PT晶體聲學特性研究 74
2.4.1 實驗方法 76
2.4.2 實驗結果 77
2.5 陶瓷相變與非線性效應 89
2.5.1 PZT中極化導致的高階非線性變化 92
2.5.2 NBT與BZT陶瓷相變與聲速的關繫 95
2.6 晶體中的聲記憶現像 98
2.6.1 實驗方法 98
2.6.2 實驗結果 100
2.6.3 分析與討論 110
參考文獻 111
第3章 聲波在多孔材料中的非線性傳播 117
3.1 聲波在含微孔的黏彈材料中的非線性特性 118
3.1.1 理論 118
3.1.2 數值計算 125
3.2 考慮耗散效應的多孔介質非線性聲波 132
3.2.1 理論 132
3.2.2 數值結果 136
3.2.3 實驗繫統和實驗結果 138
參考文獻 139
第4章 聲波在有裂紋的固體中的非經典非線性傳播 142
4.1 裂紋的經典非線性效應 143
4.2 裂紋的非經典非線性效應 144
4.2.1 裂紋的彈性滯後效應 144
4.2.2 裂紋的非彈性滯後效應 145
4.3 裂紋的其他非線性模型 145
4.4 Preisach-Mayergoyz模型 148
4.5 非線性共振聲譜法 150
4.5.1 兩端自由 150
4.5.2 一端自由，一端固定 159
4.6 一維非經典非線性的高次諧波分析 172
4.6.1 一維有裂金屬棒非線性應力應變關繫及其波動方程 172
4.6.2 波動方程及其線性近似解 173
4.6.3 滯後效應引起的諧波成分 176
4.6.4 多裂紋的反演與定位 181
4.6.5 對於裂紋定位有效性的討論 185
4.7 二維非經典非線性信號模擬 188
4.8 二維非經典非線性信號反轉成像 195
4.8.1 時間反轉理論 195
4.8.2 時間反轉的數值模擬 197
參考文獻 219
第5章 聲波在混凝土中的非線性理論和實驗研究 222
5.1 聲波在混凝土中傳播的非線性理論模型 223
5.2 實驗方法 232
5.3 不同受損程度下的混凝土非經典非線性分析 234
5.4 不同含水量的混凝土非經典非線性分析 238
5.5 硫酸鹽侵蝕下的混凝土非經典非線性分析 241
5.6 不同配合比的混凝土非經典非線性分析 245
參考文獻 250
第6章 聲波在質量-彈簧周期結構中的非線性傳播 252
6.1 布拉格散射型聲子晶體帶隙形成機理 253
6.1.1 質量-彈簧繫統線性能帶結構 253
6.1.2 質量-彈簧繫統的線性仿真 255
6.2 基於聲子晶體帶隙形成機理的非線性調節 256
6.2.1 質量-彈簧繫統的非線性分析 256
6.2.2 質量-彈簧繫統的非線性仿真 256
6.3 非互易性傳播機理 264
6.3.1 非對稱結構的原理 264
6.3.2 非互易結構的仿真 266
6.4 聲波在非線性超材料中的傳播 268
6.4.1 局域共振型聲子晶體帶隙的形成機理和特性 268
6.4.2 局域共振型聲子晶體帶隙形成機理的非線性研究 270
參考文獻 274
第7章 超材料中的二次諧波的反向激發與增強 278
7.1 聲學負折射材料引起的二次諧波反向激發 278
7.2 準相位匹配增強色散超材料的二次諧波 301
7.2.1 相位匹配 301
7.2.2 準相位匹配 303
7.2.3 超材料中的相位匹配與普通相位匹配的區別 305
參考文獻 308
“現代聲學科學與技術叢書”已出版書目 311

《固體中的非線性聲波》繫統介紹了固體中非線性聲學的基本原理和分析方法，著重介紹了非線性聲學在超聲無損檢測、超材料等中的理論和應用，主要內容如下：固體非線性聲波基礎，聲波在晶體和陶瓷材料中的非線性作用和聲記憶現像，聲波在多孔材料中的非線性傳播，聲波在有裂紋的固體中的非經典非線性傳播，聲波在混凝土中的非線性理論和實驗研究，聲波在質量-彈簧周期結構中的非線性傳播，超材料中的二次諧波的反向激發與增強。《固體中的非線性聲波》可推動非線性聲學理論發展，也可推動非線性聲學在無損檢測、超材料等領域的發展。