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柱状杆结构中的逆散射理论与缺陷形状重构

柱状杆结构中的逆散射理论与缺陷形状重构
柱状杆结构中的逆散射理论与缺陷形状重构
作者:郑钢丰(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02908-0
定价:30.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:201109

图书简介:

  本书主要阐述柱状杆结构中缺陷形状重构的基本理论和研究方法,在均匀介质和非均匀介质层次上对典型结构中存在的各种缺陷进行定性研究.
  本书的读者对象是物理、力学和材料类相关专业的研究人员和研究生.

前言:

  无损检测由于是在不损坏被检物的结构和使用性能的情况下,利用声、光、热、电、磁和射线等方法来揭示其内部或表面存在的缺陷,以期提高被检物的内在质量和使用时的可靠性,因而近年来引起人们的广泛关注.
  众所周知,典型结构,如杆、板、管等,在复杂的服役环境中(如飞机、航天器、高层建筑、海洋平台、新型桥梁、网架结构等)将受到设计载荷的作用以及各种突发性外在因素的影响而面临结构缺陷损伤程度积累的问题,这些缺陷损伤程度的积累势必会导致结构发生破坏或使用性能降低. 因此,为保证结构的安全,需要建立探测结构缺陷的方法,尽早地探测结构缺陷的出现和发生缺陷的位置以及缺陷的程度(形状、大小等),从而对结构实时进行修复,以避免灾难性事故的发生. 最近二十多年来,利用非破坏性方法来检测结构是否存在缺陷,并对缺陷进行定位与评估已成为国内外学术界、工程界非常关注而且研究活跃的领域.
  目前,关于无损检测的论著很多,但还极少见到有关缺陷形状重构方面的专著. 为此,作者根据多年从事缺陷形状重构的研究成果,以及近年来在这一领域所发表的相关论文,编著了本书. 全书共分7章,第0章简要介绍阅读本书必备的张量分析基础知识. 第1章概述结构中缺陷形状识别的反演方法. 第2章简要介绍用形状因子与特征函数的关系对结构中的缺陷形状进行重构. 第3章分别对Born近似和Kirchhoff近似的反演理论进行研究. 第4章讨论波在非均匀介质中的传播理论以及非均匀介质中的缺陷形状重构理论. 第5章介绍结构中缺陷形状重构的有限元模拟过程及结果. 第6章利用实验研究的方法,对均匀介质、非均匀介质中的缺陷形状进行重构,从而验证了缺陷散射理论的正确性.
  本书的主要内容均是作者多年来在此领域内悉心研究的课题. 在国家自然科学基金项目(No. 10872001)、教育部重点研究项目(No.  211076)及安徽省优秀青年科技基金项目(No. 10040606Y26)的支持下,作者在柱状杆结构中缺陷形状重构方面进行了理论、实验和数值模拟方面的研究工作. 今天有机会把这些研究成果和研究体会汇集起来,以学术专著的形式呈现给同行和读者,作者要衷心感谢国家自然科学基金委员会、教育部科学技术司和安徽省科技厅对研究工作的长期支持. 同时,作者还要感谢那些在书中被引用的专著和相关文献的作者,感谢我的学生在本书编写过程中所给予的帮助.
  由于作者水平有限,书中不足之处,恳请同行和读者批评指正.

郑钢丰
2011年2月

目录:

前言

第0章 预备知识——张量分析基础
0.1 指标符号与求和约定
0.2 符号δijerst
0.3 坐标转换
0.4 张量、张量方程
0.5 张量代数、商判断
0.6 常用特殊张量
0.7 二阶张量的主方向与主分量
0.8 张量的微分
0.9 场论基础
0.10 正交曲线坐标系

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 弹性波反问题的研究现状及研究意义
1.3 圆柱形杆结构中缺陷的研究现状
1.4 缺陷识别的反演方法
1.5 本书的研究内容与技术路线

第2章 用形状因子与特征函数的关系对结构中缺陷形状进行重构的理论研究
2.1 引言
2.2 三维弹性波散射问题的Born近似解
2.3 二维逆Born近似解
2.4 对圆柱形杆结构中几种缺陷形状的数值模拟
2.5 本章小结

第3章 Born近似反演和Kirchhoff近似反演的研究
3.1 理论反演的过程
3.2 数值计算举例
3.3 二维平面中的Born近似与Kirchhoff近似
3.4 本章小结

第4章 波在非均匀介质中的传播理论及其中缺陷形状重构的理论研究

4.1 散射截面P(ω)的导出
4.2 非均匀介质中KramersKronig关系的描述
4.3 散射幅值的获取
4.4 本章小结

第5章 结构中缺陷形状重构的有限元模拟研究
5.1 引言
5.2 有限元数值计算研究
5.3 均匀介质中缺陷形状重构的有限元模型实例分析
5.4 非均匀介质中缺陷形状重构的有限元模型实例分析
5.5 本章小结

第6章 缺陷成像的实验研究
6.1 铝质试件超声波检测实验研究
6.2 水泥净浆试件超声波检测实验研究
6.3 水泥沙子试件超声波检测实验研究
6.4 影响因素
6.5 本章小结

附录1 本书主要数学符号说明
附录2 缺陷形状重构程序

参考文献



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号