質量控制與監測是(shì)保障工程結構（如建(jiàn)築(zhù)物、橋梁、高速列車、飛行器、大型遊樂設施等）安全運行的必要手段。其(qí)中，各種裂紋類缺陷對結構健(jiàn)康産生的威脅最大(dà)，對此(cǐ)類缺陷的監測一直是人(rén)們重點關(guān)注的問題。
振動
-聲調(diào)制技術就是一種對裂紋類缺陷非常敏感的非線性(xìng)聲學檢測方法。
中國科學院聲學研究所噪(zào)聲與振動重點(diǎn)實(shí)驗室的研究(jiū)人員最近發現，振動
-聲調制檢測中的低頻幅(fú)度與調制強度之間(jiān)并非此前認爲的正向線性相關關系，而(ér)是當低頻幅度達到(dào)一(yī)個(gè)臨界值後，調制(zhì)強度(dù)不
再增加。相關(guān)成果發表于國際學術期刊《結(jié)構健(jiàn)康監測》（
Structural Health Monitoring
）2018年第
17卷第
2期。
裂紋兩側界面一般呈（部分）接觸狀态，在外部作用下可(kě)發生相對運動。若将振動信号
f1和超聲信号
f0同時施加在所測結構上，通(tōng)過裂紋界面的超聲信号的幅度或(huò)相位将随(suí)振動發生變化，即被(bèi)調制産生
f0±nf1成分（圖
1）。因此(cǐ)，通過監測調制的強度(dù)即可對結(jié)構内部質(zhì)量進行評(píng)價，這就是振動(dòng)
-聲調制技術。
在應用中，激勵信号幅(fú)度和頻率(lǜ)的選擇是首先需要考慮的問題。已有研究認爲，低頻激勵幅(fú)度越大，接收信号中的調制越強。
研究人員以(yǐ)含不同長度疲勞(láo)裂紋的鋁杆爲實(shí)驗對象，測量不同低頻激(jī)勵幅(fú)度下接收信号中的調制強度，同時使用動态應變儀測量其裂紋區域的應(yīng)變。
實驗發現，裂紋區應變随低頻幅(fú)度增大而增加，調制強度随應變增大也會增加，但是當應變到達一定(dìng)值之後，調制強度基本不再變化，此(cǐ)時的應變被定義爲臨界應變
εC（圖
2）。研(yán)究人員同時發現，不(bú)同長度裂紋在各自臨界應變下的張開角度(dù)基本相等，由此認爲，臨(lín)界應變值即爲裂紋完全張開時的應變值。上述現象表明，裂紋的張開
-閉(bì)合程度是影響調制強度(dù)大小的直接因(yīn)素。
該研究可爲振動
-聲調制技(jì)術提供低頻幅(fú)度選擇的依據，也爲裂紋開合模型提供了新(xīn)的支持。下一步将着重于高頻頻率對調制強度的影響研究(jiū)，完善本技術的(de)參(cān)數選擇規範(fàn)。
