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質量控制(zhi)與監測是保障(zhàng)工程結構（如建(jian)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(ge)種裂☁️紋類缺陷(xian)對結構健康産(chan)生的威脅最大(dà)，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(ji)術就是一種對(duì)裂紋類缺陷非(fēi)常敏感的非⛷️線(xian)性聲學檢測方(fāng)法。
中(zhōng)國科學院聲學(xué)研究所噪聲與(yu)振動重點實驗(yan)室的研究人員(yuan)最近發現，振動(dòng)
-聲調制檢測中(zhōng)的低頻幅度與(yǔ)調制強度之間(jian)并非🏃🏻♂️此前認爲(wèi)❗的正向線性相(xiàng)關關系，而是當(dāng)低頻幅度達到(dao)一個臨界值後(hou)，調制強度不
再(zai)增加。相關成果(guo)發表于國際學(xue)術期刊《結構健(jiàn)康監測》（
Structural Health Monitoring
）2018年第
17卷(juàn)第
2期。
裂紋兩側界面(mian)一般呈（部分）接(jiē)觸狀态，在外部(bù)作用下可🆚發生(shēng)🥰相💃🏻對運動。若将(jiāng)振動信号
f1和超(chāo)聲信号
f0同時施(shi)加在所測結構(gou)上，通過裂紋界(jiè)面的超聲信号(hào)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(ke)對結構内部質(zhi)量進行評價，這(zhe)就是振動
-聲調(diao)制技術。
在應用中，激(jī)勵信号幅度和(he)頻率的選擇是(shi)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(diào)制🤩越強。
研究人(rén)員以含不同長(zhang)度疲勞裂紋的(de)鋁杆爲實驗對(duì)象，測量不同低(dī)頻激勵幅度下(xia)接收信号中的(de)調制強度，同時(shí)使用動态應🌈變(bian)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(fu)度增大而增加(jiā)，調制強度随應(yīng)變增大也會增(zeng)加，但是當應變(bian)到達一定值之(zhi)後，調制強度基(ji)本不再變化，此(cǐ)時的應變被定(ding)義爲臨界應變(biàn)
εC（圖
2）。研究人員同(tóng)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(ben)相等，由此認爲(wei)，臨界應變值即(jí)爲裂紋完全張(zhang)開時的應變值(zhí)。上述現象表明(míng)，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(gai)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(shàn)本技術的參數(shù)選擇規範。
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