質量(liàng)控制與監測是(shì)保障工程(chéng)結構(gòu)（如建(jiàn)築物、橋梁(liáng)、高速列(liè)車、飛行(háng)器、大(dà)型遊樂設(shè)施等）安全(quán)運行(háng)的必要手段。其中，各種(zhǒng)裂紋類缺(quē)陷對結(jié)構健(jiàn)康産(chǎn)生的威(wēi)脅(xié)最大(dà)，對(duì)此(cǐ)類缺(quē)陷的監(jiān)測一直(zhí)是人們重點關(guān)注的問題。
振動(dòng)
-聲調(diào)制技術就(jiù)是一(yī)種對裂紋類缺(quē)陷非(fēi)常敏感的非線(xiàn)性聲學檢(jiǎn)測方法(fǎ)。
中(zhōng)國科學院(yuàn)聲學研(yán)究所噪(zào)聲與(yǔ)振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗室的研究(jiū)人員最(zuì)近發現(xiàn)，振動
-聲(shēng)調制檢(jiǎn)測中的(de)低頻幅(fú)度與(yǔ)調制強度(dù)之間并非(fēi)此前(qián)認爲的正(zhèng)向線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，而是當(dāng)低頻(pín)幅度(dù)達到(dào)一個臨界(jiè)值後，調(diào)制強度不
再(zài)增加(jiā)。相(xiàng)關(guān)成果(guǒ)發表(biǎo)于國際學(xué)術期(qī)刊《結(jié)構健康監測》（
structural health monitoring
）2018年(nián)第(dì)
17卷第
2期(qī)。
裂紋(wén)兩側界面一般(bān)呈（部(bù)分）接觸狀态，在(zài)外部(bù)作用(yòng)下可(kě)發生相(xiàng)對運動(dòng)。若将(jiāng)振動信号(hào)
f1和超聲信(xìn)号
f0同時施加在所測(cè)結構上，通過裂(liè)紋界面的(de)超聲(shēng)信号的幅度或相位(wèi)将(jiāng)随(suí)振動(dòng)發生變(biàn)化，即被調制(zhì)産生(shēng)
f0±nf1成分(fèn)（圖
1）。因(yīn)此，通(tōng)過監測調(diào)制的強度(dù)即可對(duì)結(jié)構内(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價，這(zhè)就是振動
-聲(shēng)調(diào)制技術。
在應用(yòng)中，激勵信号幅(fú)度和頻率(lǜ)的選(xuǎn)擇是首先需要(yào)考(kǎo)慮的問(wèn)題。已(yǐ)有研究認爲，低(dī)頻激勵幅(fú)度越大，接(jiē)收(shōu)信号中(zhōng)的調制(zhì)越強。
研(yán)究人(rén)員以含不(bú)同長度疲勞(láo)裂(liè)紋的鋁杆(gǎn)爲實(shí)驗對象，測量不同低頻激勵幅(fú)度下接收信号(hào)中的(de)調制強度(dù)，同時使用(yòng)動态應變儀測量其(qí)裂紋區域的應(yīng)變。
實驗發現，裂(liè)紋區應變(biàn)随低頻幅度增大而增加(jiā)，調(diào)制(zhì)強度(dù)随應(yīng)變增大也(yě)會(huì)增(zēng)加，但是當(dāng)應變到達一定(dìng)值之(zhī)後，調制強度基本(běn)不再變(biàn)化，此時的應變(biàn)被定義(yì)爲(wèi)臨界(jiè)應變(biàn)
εc（圖
2）。研究人(rén)員同(tóng)時(shí)發(fā)現，不(bú)同長度裂紋在(zài)各自(zì)臨界(jiè)應變下的(de)張開(kāi)角度(dù)基本相等，由此(cǐ)認爲，臨界(jiè)應變(biàn)值即爲裂紋完(wán)全張開時的應變(biàn)值(zhí)。上述現象(xiàng)表明(míng)，裂紋的張開
-閉合程(chéng)度是(shì)影響(xiǎng)調制(zhì)強度大小的(de)直接因(yīn)素。
該研究(jiū)可爲振動
-聲調制技(jì)術提供低(dī)頻幅(fú)度選(xuǎn)擇的依據(jù)，也爲(wèi)裂紋開合模(mó)型(xíng)提供了新(xīn)的支持。下一步将着重于高頻(pín)頻率對(duì)調制強度的影響研究(jiū)，完善本技(jì)術的(de)參數選(xuǎn)擇規範(fàn)。
