|
質量控(kong)制與監測是(shì)保障工程結(jie)構（如建築物(wù)、橋梁、高速♉列(lie)車、飛行器、大(dà)型遊樂設施(shi)等）安全運行(háng)的必要手段(duan)。其中，各種裂(liè)紋類缺陷對(duì)結構健康産(chǎn)生的威脅最(zui)大，對此🆚類缺(que)陷的監測一(yi)直是人們重(zhòng)點關☂️注的問(wèn)題。
振動
-聲調制(zhi)技術就是一(yi)種對裂紋類(lei)缺陷非常敏(mǐn)感的非線性(xing)聲學檢測方(fang)法。
中國科學院(yuàn)聲學研究所(suǒ)噪聲與振動(dong)重點實驗室(shì)的研究人員(yuan)最近發現⛱️，振(zhen)動
-聲調制檢(jiǎn)測中的低頻(pín)幅度與調制(zhi)強度之間并(bìng)非此⁉️前🏃♀️認爲(wei)的正向線性(xing)相關關系，而(ér)是當低頻幅(fu)度達到一個(ge)臨界值後，調(diào)制強度不
再(zai)增加。相關成(chéng)果發表于國(guo)際學術期刊(kān)《結構健康監(jian)測》（
Structural Health Monitoring
）2018年第
17卷第(di)
2期。
裂紋兩側界(jiè)面一般呈（部(bù)分）接觸狀态(tai)，在外部作用(yòng)下可發生相(xiàng)對運動。若将(jiāng)振動信号
f1和(hé)超聲信号
f0同(tóng)時施加在所(suo)測結構上，通(tong)過裂紋界面(mian)的超聲信号(hao)的幅度或相(xiang)位将随振動(dong)發生變化，即(ji)被調制産🍉生(shēng)
f0±nf1成分（圖
1）。因此(ci)，通過監測調(diào)制的強度即(ji)可對結構内(nei)部質量🆚進✍️行(hang)評👨❤️👨價，這就是(shì)振動
-聲調制(zhi)技術。
在應用中(zhōng)，激勵信号幅(fú)度和頻率的(de)選擇是首先(xian)需要💜考慮的(de)🏒問題。已有研(yán)究認爲，低頻(pin)激勵幅度越(yuè)大🚶♀️，接收信号(hao)中的調制🧑🏾🤝🧑🏼越(yue)強。
研究人員(yuan)以含不同長(zhang)度疲勞裂紋(wen)的鋁杆爲實(shi)驗對象，測量(liang)不同低頻激(jī)勵幅度下接(jiē)收信号中的(de)調制強度，同(tóng)時使用動态(tai)應變儀測量(liàng)其裂紋區域(yu)的應變。
實驗(yàn)發現，裂紋區(qu)應變随低頻(pin)幅度增大而(er)增加，調💚制強(qiáng)度随應變增(zeng)大也會增加(jia)，但是當應變(bian)到達一💘定值(zhí)🔞之後，調制強(qiáng)度基本❗不再(zài)變化，此時的(de)應變被定義(yi)爲臨界應🍉變(bian)
εC（圖
2）。研究人員(yuán)同時發現，不(bú)同長度裂紋(wen)在各自臨界(jie)應變下🧑🏾🤝🧑🏼的張(zhāng)開角度基本(ben)相等，由此認(rèn)爲，臨界應變(bian)值😘即爲裂紋(wén)完全張開時(shí)的🌏應變值。上(shang)述現象表明(míng)，裂🈚紋的張開(kāi)
-閉合程度是(shì)影響調制強(qiang)度大小的直(zhí)接因素。
該研(yán)究可爲振動(dòng)
-聲調制技術(shu)提供低頻幅(fú)度選擇的依(yī)據，也爲裂紋(wén)開合模型提(ti)供了新的支(zhi)持。下一步将(jiang)着重于高頻(pín)頻率對調制(zhì)強度的影響(xiǎng)研究，完善本(běn)技術的參數(shù)選擇規範。
|
