質量(liàng)控制(zhì)與監測是(shì)保障工(gōng)程結構（如建(jiàn)築物、橋梁(liáng)、高速列車(chē)、飛行(háng)器、大型遊樂設(shè)施等(děng)）安(ān)全運行的必(bì)要手段。其中，各種裂(liè)紋類(lèi)缺陷(xiàn)對結構健(jiàn)康産生的(de)威脅(xié)最大(dà)，對此類缺(quē)陷的監測(cè)一直是人們重點關(guān)注的問題。
振動
-聲調(diào)制技術(shù)就(jiù)是一種對裂(liè)紋類缺(quē)陷非常(cháng)敏(mǐn)感的非線性(xìng)聲學檢(jiǎn)測方法。
中(zhōng)國科學院(yuàn)聲學(xué)研究(jiū)所噪(zào)聲與振動重點(diǎn)實驗室的研究(jiū)人員(yuán)最近發現(xiàn)，振動
-聲調制檢(jiǎn)測中(zhōng)的低頻幅度與調制強度之間并非此前(qián)認爲的正向線(xiàn)性相關關系，而(ér)是當低頻(pín)幅度(dù)達到(dào)一個(gè)臨界(jiè)值後，調制(zhì)強度(dù)不
再(zài)增加。相關(guān)成果發表于國際學(xué)術期刊《結(jié)構健康監測》（
structural health monitoring
）2018年(nián)第
17卷(juàn)第(dì)
2期。
裂紋(wén)兩(liǎng)側界面一般呈（部(bù)分）接觸狀态，在外部作用下可(kě)發生相對運動(dòng)。若将振動(dòng)信号(hào)
f1和超聲信(xìn)号
f0同(tóng)時施(shī)加在所測(cè)結構上，通(tōng)過裂(liè)紋界面的超聲(shēng)信号的幅度(dù)或(huò)相位将随振動(dòng)發生變(biàn)化，即被(bèi)調制(zhì)産(chǎn)生
f0±nf1成分(fèn)（圖
1）。因此，通過監測調制的強度(dù)即可對結構内部質量進行評(píng)價，這就是振動
-聲調制技術。
在(zài)應用(yòng)中，激勵信号幅(fú)度和頻(pín)率的選擇是(shì)首先需要(yào)考慮的(de)問題。已有研(yán)究(jiū)認爲，低頻激勵幅度越(yuè)大，接收(shōu)信号中的調制越強。
研究人(rén)員以含不(bú)同長度疲勞裂(liè)紋的鋁(lǚ)杆爲實(shí)驗對象，測(cè)量不(bú)同低(dī)頻(pín)激勵幅(fú)度下接收信号中的調(diào)制強(qiáng)度，同時使用動态應變儀測量其(qí)裂紋區(qū)域(yù)的應(yīng)變。
實(shí)驗發現，裂(liè)紋區應變随低(dī)頻幅度增大而(ér)增加，調制強度(dù)随應(yīng)變增大也(yě)會增加，但是當(dāng)應變(biàn)到達一定(dìng)值之後(hòu)，調制強(qiáng)度基(jī)本(běn)不再變化，此時的(de)應變(biàn)被定義爲臨界(jiè)應變
εc（圖
2）。研究人員同時(shí)發現，不同長度(dù)裂紋在(zài)各自(zì)臨界應變(biàn)下的張開(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(zhāng)開時的應變值。上(shàng)述(shù)現象(xiàng)表明，裂紋的(de)張(zhāng)開
-閉(bì)合程度是影響調制(zhì)強度(dù)大小的直接因(yīn)素。
該研(yán)究(jiū)可爲(wèi)振動
-聲調(diào)制(zhì)技(jì)術提供低(dī)頻幅度選(xuǎn)擇的依據(jù)，也爲裂(liè)紋開合模型提供了新(xīn)的支(zhī)持(chí)。下(xià)一步(bù)将着(zhe)重于高頻(pín)頻率對調制強度的影(yǐng)響研究(jiū)，完善本技術的參數選擇規範。
