弹性波及其应用

《弹性波理论及其应用》教学大纲

编写人：陆铭慧审核人：卢超

学时：48 学分:3

第一部分大纲说明

1．课程说明：09004

2．课程类型：非学位课

3．课程性质：专业选修课

4．学时/学分：48/3

5．课程目标：通过学习超声的产生、接收和在媒质中的传播规律，超声的各种效应，以及超声在基础研究和国民经济各部门的应用等内容，使学习者对超声的性质有比较清楚的理解，能够处理工业应用中的一般超声问题。

6. 教学方式：课堂讲授、自学与讨论相结合

7. 考核方式：考查

8．预修课程：数学物理方法，弹性力学基础，声学基础，声学检测技术

10、教材及教学参考资料：

参考资料：

1、《超声学》，应崇福主编，北京：科学出版社， 1990年12月出版。

2、《固体中的声场和波》，（美）B.A. 奥尔特，北京：科学出版社，孙承平译，1982年12月出版。

3、《超声手册》，冯若主编，南京：南京大学出版社，1999年10月出版。

4、《压电换能器和换能器阵》，栾桂冬等编著，北京：北京大学出版社，2005年7月出版。

5、《固体中的超声波》，（美）J.L.罗斯，北京:科学出版社，何存富等译。

6、《声波导》，（英）M.R.雷特伍特著，上海：上海科学技术出版社，严仁博译，1965年7月出版。

第二部分教学内容和教学要求

由于固体的特性和声波形式的多样型，使得声波在固体介质中传播具有复杂的特性。在

弹性固体中传播的不仅有纵波，还有横波以及与介质形状有关的导波等。了解和掌握固体中各种波型的激发和传播规律，对无损检测、压电换能器设计、声成像等研究具有指导意义。

第1章引言

教学内容：

1.1 弹性波研究的早期重要工作

1.2 弹性波研究的近、现代发展状况

1.3 超声波及其特点

教学要求：

了解弹性波研究的历史，超声波的特点。

教学建议：

1. 教学重点：超声波的特点。

2．教学方法：讲解与自学结合。

第2章无限大弹性介质中的波

教学内容：

2.1 弹性介质中的应力、应变、弹性常数

2.2 弹性介质中的波动方程及其解－体波

2.3 表面波

2.4 声波的传播特性

2.4 声波的散射

教学要求：

了解和掌握弹性介质中的波动方程及其解、声波在弹性介质中的传播特性、波型转换。教学建议：

1. 重点与难点：平面波动方程及其解。

2. 教学中应注意：体波与表面波的概念。

3．教学方法：讲解与讨论结合。

第3章波导介质中的波

教学内容：

3.1 引言

3.2 固体板中的连续波

3.3 固体板中的脉冲波

3.4 管中的声波

教学要求：

了解导波的产生条件和频散特性。

教学建议：

1. 重点与难点：导波的频散特性、相速度和群速度的概念。

2. 教学中应注意：相速度和群速度的表述。

3．教学方法：讲解与讨论结合。

第4章声波的产生与接收

教学内容：

4.1 产生和接收超声的方法

4.2 压电材料

4.3 压电陶瓷厚度振动换能器

4.4 压电换能器暂态效应分析

4.5 换能器辐射声场特性

4.6 压电换能器的设计与制作

教学要求：

了解超声产生与接收的方法、超声检测中使用的各种换能器、换能器的制作工艺及性能测试方法。

教学建议：

1. 重点与难点：换能器响应特性。

2. 教学中应注意：分析换能器的声场特性。

3．教学方法：讲解与实验结合。

第5章各向异性介质中的波

教学内容：

5.1各向异性介质

5.2各向异性介质的波动方程

5.3 速度、波和慢度图

5.4 能速度

教学要求：

了解各向异性介质的特点和平面波动方程、慢度图的意义。

教学建议：

1. 重点与难点：各向异性介质中的波动方程。

2. 教学中应注意：各向异性介质的速度特性。

3．教学方法：讲授与自学结合。

第6章超声检测及其应用

教学内容：

6.1 超声检测原理

6.2 常用的超声检测方法

6.3 超声检测新方法

6.4 超声成像检测

教学要求：

了解超声检测的常用方法和新方法。

教学建议：

1. 重点与难点：超声成像检测的原理和应用。

2. 教学中应注意：超声检测新方法的应用。

3．教学方法：讲解与实验相结合。

第7章声波的其他应用

教学内容：

7.1 功率超声

7.2 医学超声

7.3 地震波

教学要求：

了解声波的其他应用。

教学建议：

1. 重点与难点：无。

2. 教学中应注意：声波的应用范围。

3．教学方法：讲解与讨论结合。