Page 40 - 无损检测2022年第九期
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肖生玉,等:
   裂缝深度检测的超声波首波相位反转机理分析


   反转法中相位反转现象得到了完整且正确的解释。                             [ 3 ]  RAMAMOORTHYS K , KANE Y , TURNERJA.

                                                           Ultrasounddiffusionforcrackde p thdeterminationin
  5  结语
                                                          concrete [ J ] .TheJournaloftheAcousticalSociet yof
      ( 1 )基于超声波衍射理论, 给出了任意入射角                             America , 2004 , 115 ( 2 ): 523-529.

                                                      [ 4 ]   冯若愚, 陈瑛, 李志双 .R 波谱能量透射比法检测大体
   度 β 下的平面纵波与裂缝发生尖端衍射后的衍射纵
   波的解析式, 其相位及振幅的分布情况表明: 存在一                               积混凝土裂 缝 研 究 [ J ] . 振 动 与 冲 击, 2016 , 35 ( 12 ):
                                                          221-225.
                          , 衍射纵波的相位在此处
   个衍射相位反转角θ= θ 0
                                                      [ 5 ]  ZHANGZ , ZHAOJF , PAN Y D.Surfacecircular-
                             附近, 衍射纵波的振幅
                                                          arc defectsinteracted b y laser- g enerated Ra y lei g h
   发生突变, 相位差为 π ; 在θ 0
   随着方向角θ 的增加而呈现出先减小后增大的变化
                                                           wave [ J ] .Ultrasonics , 2020 , 103 : 106085.
   特征。                                                [ 6 ]   金磊, 王威, 潘永东 . 激光激发表面波与亚表面缺陷作

       ( 2 )有限元数值模拟的声场分布直观展现了超                             用的理论研 究[ J ] . 固 体 力 学 学 报, 2017 , 38 ( 2 ): 170-
   声波在带裂缝混凝土中的传播过程: 入射纵波经过                                179.
   裂缝尖端发生衍射和波型转换, 传至混凝土表面的                            [ 7 ]   童寿兴, 张晓燕, 金元 . 超声波首波相位反转法检测混
   首波是具有不同相位的衍射纵波; 衍射纵波存在“ 扭                               凝土裂缝 深 度 [ J ] . 建 筑 材 料 学 报, 1998 , 1 ( 3 ): 287-
                                   , 其性质与上述               290.
   转带”, 对应一个衍射相位反转角θ 0
                                                      [ 8 ]   商涛平, 童寿兴 . 混凝土裂缝深度的超声波检测方法
   理论分析的结论一致;
                                                           研究[ J ] . 无损检测, 2002 , 24 ( 1 ): 6-8.

       ( 3 )按照 C30 标准浇筑了带裂缝的混凝土 试
                                                      [ 9 ]   钟伟芳, 聂国华 . 弹性波的散 射 理 论[ M ] . 武 汉: 华 中

   块, 裂缝的设计深度为 70 mm , 对其应用首波相位
                                                           理工大学出版社, 1997.
   反转法进行检测, 成功观察到具备上述性质的首波                           [ 10 ]  OGILVYJA , TEMPLEJA G.Diffractionofelastic







   相位反转临界点。                                                waves b y cracks : a pp lication to time-of-fli g ht




       ( 4 )理论分析、 数值模拟和试验验证的结论一                           ins p ection [ J ] .Ultrasonics , 1983 , 21 ( 6 ): 259-269.


   致, 说明首波相位反转法中的相位反转现象是衍射纵                          [ 11 ]  RICKER N.Theform andlawsofp ro p a g ation of

   波存在衍射相位反转角所致。对首波相位反转法的                                 seismicwavelets [ J ] .GEOPHYSICS , 1953 , 18 ( 1 ): 10-
   完整且正确解释, 可为其应用提供理论基础及更有力                               40.
                                                     [ 12 ]   张鑫明, 李萍, 李玮, 等 . 奥氏体不锈钢应力腐 蚀 微 裂
   的数据支撑。同时, 超声无损检测技术的应用和研究
                                                           纹的非线性表面波检测[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 10 ):
   往往着眼于超声波的振幅、 频率和时延特征, 而其相
                                                          5-11.
   位特征因自身的复杂性未得到重点关注, 该研究成果
                                                     [ 13 ]   孙宏祥, 许伯强, 张淑仪 . 声表面波渡越时间法检测黏
   为超声无损检测技术的进一步发展奠定了基础。                                   弹性介质表面凹痕深度的研究[ J ] . 声 学 学 报, 2011 ,
                                                          36 ( 2 ): 139-144.
   参考文献:
                                                     [ 14 ]  KOLKOORI  S , CHITTI    VENKATA     K ,


    [ 1 ]  FELICE M V , FANZ.Sizin g offlawsusin gultrasonic  BALASUBRAMANIAM K.Quantitativesimulation


        bulkwavetestin g : areview [ J ] .Ultrasonics , 2018 , 88 :  ofultrasonictimeoffli g htdiffractiontechni q uein2D

        26-42.                                            g eometriesusin gHu yg ens-Fresneldiffractionmodel :

    [ 2 ]  BASKARAN G , BALASUBRAMANIAM K , RAO C         theor yandex p erimentalcom p arison [ J ] .Ultrasonics ,
        L.Shear-wavetimeoffli g htdiffraction ( S-TOFD )    2015 , 55 : 33-41.






        techni q ue [ J ] .NDT & EInternational , 2006 , 39 ( 6 ):  [ 15 ]   童年, 童寿兴 . 超声波首波相位反转的机理解析[ J ] .
        458-467.                                           建筑材料学报, 2016 , 19 ( 4 ): 678-681.
                                                                                                                                                                                                                       
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          2022 年 第 44 卷 第 9 期
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