Page 88 - 无损检测2021年第五期
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刘鹏飞, 等:
钢管混凝土构件的介质多相性及导波检测
率不变而骨料面积占比增大时, 首波波峰的出现时
间并不随之发生变化, 但底端回波波峰的出现时间
提前, 且呈线性地提前了, 这意味着导波传播的速度
呈线性地变快。
( 2 )激励频率不变而骨料面积占比增大时, 混
凝土的弹性模量逐渐增大, 导致首波波峰和回波波
峰的幅值都逐渐减小。
( 3 )首波波峰和底端回波波峰的出现时间随着
激励频率的升高而缩短, 这意味着导波传播的速度
不仅与材料特性有关, 也与激励频率有关。
( 4 )首波波峰和底端回波波峰的幅值随着激励
频率的升高而降低, 因为激励频率越大, 波长越短,
波的折射和反射现象越明显, 衰减越大; 激励频率越
小, 波长越长, 波的折射和反射现象相对较弱, 衰减
越小。
以首波波峰出现时间和回波波峰出现时间之差
作为传播时间, 得到在频散现象较弱的激励频段内,
不同激励频率下, 不同骨料面积占比的模型中导波
传播的速度变化曲线( 见图 9 )。
图 10 不同激励频率下不同骨料面积占比的信号平稳段
图 9 不同激励频率、 不同骨料面积占比模型中
导波传播的速度变化曲线
由图 9 可以得出以下结论。
( 1 )在频散特性不明显的激励频段内, 激励频
率不变而骨料面积占比增大时, 导波传播的速度呈
线性变快的趋势。这是因为骨料含量的增大会使混
凝土强度逐渐增大, 试件的刚度也随之增大。
( 2 )导波传播的速度随着 激 励 频 率 的 增 大 而 图 11 不同激励频率下不同骨料面积占比的
信号幅值变化曲线
减小。
为进一步分析骨料面积占比导致的导波回波信 会随之降低, 在两者的共同作用下就出现了这样的
号的变化, 放大信号的平稳段如图 10 所示, 其最大 现象。
幅值如图 11 所示。 为了对不同激励频率的导波回波信号进行分
由图 11 可见, 对于同一激励频率, 随着骨料面 析, 绘制如图 12 所示的不同激励频率下不同骨料面
积占比的增大, 信号平稳段的最大幅值先逐渐增大, 积占比的信号幅值变化曲线。
后逐渐减小。这是因为骨料含量的增加会使得频散 由图 12 可知, 在相同骨料面积占比下, 随着导
特性逐渐明显, 而根据前文分析, 骨料含量的增加会 波信号激励频率的增大, 频散特性的作用逐渐明显,
使得混凝土强度和刚度逐渐增大, 回波信号的幅值 表现为信号平稳段的最大幅值逐渐增大。
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2021 年 第 43 卷 第 5 期
无损检测
