質量控制(zhì)與監測是(shi)保障工程(chéng)結構（如建(jiàn)築物、橋梁(liáng)、高速列車(che)、飛行器、大(da)型遊樂設(she)施等）安全(quán)運行的必(bì)要手段。其(qi)中，各種裂(liè)紋類缺陷(xian)對結構健(jiàn)康産生的(de)⛷️威脅最大(da)，對此類缺(quē)陷的監測(cè)一直是🔞人(ren)們重點關(guān)☁️注的問題(ti)。
振動
-聲調(diào)制技術就(jiù)是一種對(dui)裂紋類缺(que)陷非常敏(min)感的非線(xian)性聲🔞學檢(jian)測方法。
中(zhōng)國科學院(yuan)聲學研究(jiu)所噪聲與(yǔ)振動重點(dian)實驗室的(de)研究人員(yuán)最近發現(xiàn)，振動
-聲調(diao)制檢測中(zhōng)的低頻幅(fú)度與調制(zhì)強度之間(jian)并非此前(qian)認爲🌈的☔正(zhèng)向線性相(xiang)關關系，而(er)是當低頻(pin)幅度達到(dao)一個臨界(jiè)值後🔅，調制(zhì)強度不
再(zai)增加。相關(guan)成果發表(biao)于國際學(xué)術期刊《結(jié)構健康監(jian)測》（
Structural Health Monitoring
）2018年第
17卷(juan)第
2期。
裂紋(wén)兩側界面(mian)一般呈（部(bu)分）接觸狀(zhuang)态，在外部(bù)作用下可(ke)發生相💜對(duì)運動。若将(jiāng)振動信号(hao)
f1和超聲信(xin)号
f0同時施(shī)加在所測(cè)結構上，通(tōng)過裂紋界(jie)面的超聲(sheng)信号的幅(fu)度❌或相位(wèi)将随振動(dong)發生變化(hua)，即被調制(zhì)産生
f0±nf1成分(fèn)（圖
1）。因此，通(tōng)過監測調(diao)制的強度(du)即可對結(jie)構内部質(zhì)量進行評(ping)🛀🏻價，這就是(shì)振動
-聲調(diào)制技術。
在(zài)應用中，激(ji)勵信号幅(fu)度和頻率(lǜ)的選擇是(shì)首先需♋要(yao)考🏃慮💛的問(wèn)題。已有研(yan)究認爲，低(di)頻激勵幅(fu)度越大，接(jiē)收信号中(zhōng)的調制越(yue)強✏️。
研究人(ren)員以含不(bu)同長度疲(pí)勞裂紋的(de)鋁杆爲實(shí)驗對象☔，測(ce)量不同低(dī)頻激勵幅(fu)度下接收(shōu)信号中的(de)調制強度(dù)，同🎯時使💁用(yòng)動👅态應變(biàn)儀測量其(qi)裂紋區域(yù)的🍓應變。
實(shí)驗發現，裂(lie)紋區應變(biàn)随低頻幅(fú)度增大而(er)增加，調制(zhi)🔴強度随🈲應(ying)變增大也(ye)會增加，但(dàn)是當應變(biàn)到達一定(dìng)值之後，調(diào)制強度基(jī)本☔不再變(bian)化，此時的(de)應變被定(dìng)義爲臨界(jiè)應變
εC（圖
2）。研(yan)究人員同(tong)時發現，不(bu)同長度裂(liè)紋在各自(zi)臨界應🐕變(bian)下的張開(kāi)角度基本(běn)相等，由此(cǐ)認爲，臨界(jiè)應變值🚶♀️即(jí)爲裂紋完(wán)全張開時(shi)的應變值(zhi)。上述現象(xiang)表明，裂紋(wén)的張開
-閉(bi)合程度是(shì)影響調制(zhì)強度大小(xiǎo)的直接因(yīn)素。
該研究(jiu)可爲振動(dong)
-聲調制技(jì)術提供低(dī)頻幅度選(xuǎn)擇的依據(jù)，也爲裂紋(wén)開合模型(xing)提供了新(xīn)的支持。下(xia)一步将着(zhe)重于高頻(pin)🔴頻率對調(diao)制強度的(de)⭕影響研究(jiu)，完善本技(ji)術的參數(shù)選擇規❤️範(fàn)。
