質量控制(zhì)與監測是保障(zhàng)工程結構（如建(jiàn)築物、橋梁、高速(su)列車📞、飛⭕行器、大(dà)型遊樂設施等(děng)）安全運行的必(bi)要手段。其中，各(gè)種裂紋類缺陷(xiàn)對結構健康産(chan)生的威脅最大(da)，對此類缺陷的(de)監測一直是人(rén)們重點關注的(de)問題。
振動
-聲調制技(jì)術就是一種對(duì)裂紋類缺陷非(fēi)常敏感的非線(xiàn)⭐性聲學⛷️檢測方(fang)法。
中(zhong)國科學院聲學(xué)研究所噪聲與(yǔ)振動重點實驗(yàn)室的研究人員(yuan)最近💃🏻發現，振動(dong)
-聲調制檢測中(zhōng)的低頻幅度與(yǔ)調制強度之間(jiān)并非此前認爲(wèi)💃的正向線性相(xiang)關關系，而是當(dāng)低頻幅度達到(dào)一個臨界🧡值後(hou)🧑🏽🤝🧑🏻，調制強度不
再(zài)增加。相關成果(guǒ)發表于國際學(xué)術期刊《結構健(jian)康監測》（
Structural Health Monitoring
）2018年第
17卷(juan)第
2期。
裂紋兩側界面(miàn)一般呈（部分）接(jiē)觸狀态，在外部(bu)作用下🌏可發😍生(sheng)相對運動。若将(jiang)振動信号
f1和超(chāo)聲信号
f0同時施(shī)加在所測結構(gou)上，通過裂紋界(jie)面的超聲信号(hao)💚的幅💜度或相位(wèi)将随振動發生(sheng)變化，即被調制(zhi)産🏃🏻生
f0±nf1成分（圖
1）。因(yīn)此，通過監測調(diào)制的強度即可(kě)對結構内部質(zhì)量進行評價，這(zhè)就是振動
-聲調(diao)制技術。
在應用中，激(jī)勵信号幅度和(hé)頻率的選擇是(shì)首先需要考🤞慮(lǜ)的問題。已有研(yán)究認爲，低頻激(jī)勵幅度越大，接(jie)收信号中的調(diao)制越強。
研究人(ren)員以含不同長(zhang)度疲勞裂紋的(de)鋁杆爲實驗對(dui)象，測量不同低(di)頻激勵幅度下(xià)接收信号中的(de)調⭐制強度，同時(shí)使用動态應變(biàn)儀測量其裂紋(wen)區域的應變。
實(shí)驗發現，裂紋區(qū)應變随低頻幅(fú)度增大而增加(jiā)，調制強度随應(yīng)變增大也會增(zēng)加，但是當應變(bian)到達一定值之(zhī)後，調制強度基(ji)本不再變化，此(cǐ)時的應變被定(dìng)義爲臨界應變(bian)
εC（圖
2）。研究人員同(tong)時發現，不同長(zhang)度裂紋在各自(zì)臨界應變下的(de)張開角度基本(běn)相等，由此認爲(wei)，臨界應變值即(ji)爲裂紋完全張(zhāng)開時的應變值(zhi)。上述現象表明(ming)，裂紋的張開
-閉(bì)合程度是影響(xiǎng)調制強度大小(xiǎo)的直接因素。
該(gāi)研究可爲振動(dòng)
-聲調制技術提(tí)供低頻幅度選(xuan)擇的依據，也爲(wèi)裂紋開合模型(xíng)提供了新的支(zhi)持。下一步将着(zhe)重于高頻頻率(lǜ)對調制強度的(de)影響研究，完善(shan)本技術的參數(shu)選擇規範。
