冲击弹性波
冲击弹性波在交通工程检测中应用(新)

测试方法多样、频域/时域
VS
超声法
采用压电式晶体激振和接收, 激发的信号频率超过20KHz, 一般在数百KHz及以上
能量小,一般适用于小型构件
对缺陷敏感,受钢筋、骨料等的影响大
测试方法较为单一、不适合频域分析
在交通工程中,除了钢结构缺陷检测外,冲击弹性波法均具有优势
无损检测的主要方法概述
原理:通过发射的电磁微波 在对象物体的反射来判别。 特点:只需一个测试面 缺点:对材料力学特性钝感
雷达法 红外热像法
X射线
原理:物体向外进行热辐射,并 通过采集热辐射信号检测表面温 度,然后以图像方式表现 特点:无接触、遥感测试面积大 缺点:检测范围浅,受天气影响
原理:利用射线穿过物质,并被其衰减 特点:穿透力强、结果直观、分辨率高 劣势:放射性强、设备庞大、检测费用高
立柱埋深检测 (1)测试方法和原理
与基桩低应变检测方法比较具有的主要特点
传感器采用2个 传感器均固定在立柱侧壁 采用特制的激振装置以抑制柱内共鸣和减 少激振信号的持续时间 在分析中需要利用相关信号分析手段提取 底部反射信号 在分析中需要时域方法和频域方法相结合
立柱长度检测概念图
立柱埋深检测 (1)测试方法和原理
立柱埋深检测 (2)现场验证及应用案例(浙江沪昆高速)
现场测试验证结果
立柱埋深检测 (2)现场验证及应用案例
测试误差数值分布图
基桩完整性检测 完整性检测
基桩完整性检测 基桩长度检测
现场波速标定
在役基桩完整性检测
其基本原理与新设基桩的完整性检测相同,所不同的是: l 传感器安装在桩身的侧壁; l 解析信号为多频道信号; l 激振在桩身侧壁或承台上面桩头投影位置
冲击弹性波信号检测之频谱分析-LJM

冲击弹性波信号的另一张脸在无损检测行业,对冲击弹性波信号的处理我们一般都是在时域进行,也就是说我们直接看原始波形,通过提取原始波形中的有效信息来分析判断被检测物体的尺寸啊、质量啊亦或者内部缺陷啊等等。
然而除了在时域进行分析判断以外,我们还有另一种方法,甚至可以说有时比直接看原始波形更好的方法,那就是频谱分析的方法。
频谱(Spectrum)的一般概念是对复杂组分分解为单纯成分。
波的频谱分析是对合成波的分解,将其分解为一个个具有单独频率和初始相位的单纯波。
频谱分析的方法有很多,最广为人知的是傅立叶变换和高速傅立叶变换(简称FFT)。
近些年,最大熵法(简称MEM)、小波变换也得到了飞速的发展。
无损检测技术中,运用的最多的就是高速傅立叶变换(简称FFT)和最大熵法(简称MEM)。
傅立叶变换的基本概念是把波分解为Sin波或Cos波。
分解出的各种Sin(Cos)波的频率、振幅和相位就是原始(合成)波的频谱。
图1 信号合成及 FFT 频谱图1左边两种波合成后即为合成波的样子,图1右边则是将合成波进行傅立叶变换,即是进行频谱分析,显示为波1和波2的振幅和周期。
MEM(最大熵法,Maximum Entropy Method)分析法,在1967年就被提出,其分析的含义就是,在不增加熵的条件下推定信号的自相关系数,从而推算其频谱的方法。
(其中一大堆公式我就不一一列举了,有感兴趣的朋友可以去四川升拓官网下载资料了解)与FFT分析法相比,MEM具有以下几方面的特征:(1)频谱分辨率非常高;(2)适用于非sin/cos 类信号;(3)最大熵谱估计的分辨率与序列长度N2成反比,序列长度越长,分辨率越高。
相比之下,传统谱(FFT)估计的分辨率与观察时间(序列长度N)成反比;(4)解决了旁瓣泄漏问题。
但是,MEM分析法也有不少缺点,如果使用不当,会得出错误的结果。
因此,使用MEM 法分析数据时,需要注意以下几点:(1)自回归模型的次数M不易确定,对分析结果有较大影响。
冲击弹性波

升拓无损检测技术—冲击弹性波(四川升拓检测技术有限责任公司,四川成都610045)摘要:冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生,是弹性波的一种。
因为其具有激振能量大、操作简单、便于频谱分析等特点,是一种非常适合无损检测的媒介。
关键词:无损检测技术,冲击弹性波,波的分类,反射特性,升拓无损检测无损检测运用广范,在国内许多行业和部门,例如机械、粉末冶金、建筑、公路、铁道、隧道、桥梁、石油天然气、石化、化工、航空航天、船舶、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、医疗机构、核工业、海关等领域均有运用。
四川升拓检测技术有限责任公司的无损检测技术主要致力于工程质量、结构安全和广域防灾减灾等方面的设备、系统的开发和销售。
以振动、波动、声响、冲击等作为测试和监测媒介。
无损检测技术,又称非破坏检查技术,在不破坏物质原有状态及化学性质的前提下,利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而使其物理性质的物理量发生变化的现象,以不使检查物使用性能和形态受到操作为前提,通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化,从而了解从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法。
无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的工程科学,它最突出的特点是“无损伤”。
其发展过程经历了三个阶段:无损探伤阶段、无损检测阶段和无损评价阶段。
首先,无损探伤阶段主要是探测和发现缺陷;其次,无损检测阶段不仅仅是探测缺陷,还包括探测试件的一些其他信息,例如、材质、结构、性质、状态等,并试图通过测试,掌握更多的信息;再次,无损评价阶段不仅要求发现缺陷,探测试件的材质、结构、性质、状态,还要求获取更全面,更准确的综合的信息,例如缺陷(裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等)、几何尺寸(厚度、埋深)、位置、取向、内含物、残余应力等,结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术,材料力学、断裂力学等知识综合应用,对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。
什么是冲击弹性波,它与超声波、声波有什么区别

什么是冲击弹性波,它与超声波、声波有什么区别?1、名词解释当某处物质粒子离开平衡位置,即发生应变时,该粒子在弹性力的作用下发生振动,同时又引起周围粒子的应变和振动,这样形成的振动在弹性介质中的传播过程称为“弹性波”;而通过机械冲击在对象材料中产生的弹性波,又称为冲击弹性波。
冲击弹性波的产生一般有两种方法,即外力击打产生和由物体内部破损产生。
声波,弹性介质中传播着的压力振动。
声以波的形式传播着,我们把它叫做声波。
声波借助各种介质向四面八方传播。
图1-1声波的震荡波形我们把频率高于20000Hz的声波就叫做超声波。
击弹性波与超声波、声波的区别2.1 冲击弹性波与超声波的区别超声波的产生以钛酸钡,水晶,PZT等压电材料为主。
超声波一般具有如下特性:1) 频率高,一般在数百KHz以上;2) 通常以P波为主。
冲击弹性波和超声波的相同之处在于,冲击弹性波是由激振装置在固体表面击打产生的,同样,如果使用超声波探头在固体表面诱发振动,也能够在固体内部激发冲击弹性波。
因此,在固体中传播的超声波可以理解为能量比较弱,频率高的冲击弹性波,其与锤击等方式诱发的冲击弹性波并没有本质上的区别。
但是,由于激振以及受信结构上存在差异,超声波和与这里所说冲击弹性波之间还是有一定的不同,存在着区别之处,主要体现在:1) 能量:冲击弹性波的能量远远大于超声波;2) 发振信号的频率特性和波长:超声波波长短,一般是几厘米,而用锤击激振产生的冲击弹性波波长几十厘米甚至更长。
因此,超声波的分辨率高,对细微的缺陷比较敏感,但衰减快,测试范围受到限制;3) 受信信号的频率特性:超声波的探头在保持高灵敏度的同时,其频率响应特性一般较差(典型的频率相应特性如图2-1,测试频域内几乎没有平坦部分)。
也就是说,超声波测试仪器对频率分析和振幅分析都比较困难。
而冲击弹性波测试一般采用加速度传感器,传感器在各种固定方式下,其频响曲线都有较长平坦部分(图2-1),有利于频谱分析和能量分析。
基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测技术研究

基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测技术研究摘要:对冲击弹性波法着重研究,总结归纳了混凝土构件厚度及内部缺陷的实验操作步骤。
利用混凝土多功能无损检测仪对试块进行了检测实验,根据实验结果得知检测可靠性良好,值得在工程实践中推广应用。
最后根据冲击弹性波法的检测数据分析讨论在实际操作中提高检测精度的方法。
关键词:冲击弹性波厚度内部缺陷可靠性1 引言1.1 课题研究背景和意义改革开放以来,我国经济快速发展,人民生活水平不断提高,人们对于建筑工程质量的要求也越来越高。
而对建设项目主体结构进行现场实地检测,人们才能真正了解到建筑主体结构的安全性能是否优良,才能安心地居住或使用。
现目前大多数建筑工程的主体结构均采用钢筋混凝土浇筑,混凝土构件的性能优良很大程度上决定了主体结构的安全。
现阶段对混凝土性能的检测(厚度、内部缺陷等)一般采用无损检测技术[1]。
它利用声、光、电磁等遇到材料内部结构异常或者构件内部存在缺陷时发生异于平常的变化,由此来评价结构异常和缺陷的危害程度。
无损检测技术不仅可以已建成的建筑工程,还可以检测在建造过程当中发生的结构不完整性及构件缺陷的情况。
本文着重研究基于冲击弹性波法(回波法)的混凝土构件厚度及内部缺陷的检测实验操作,根据实验结果验证检测的可靠性。
同时根据数据分析探讨在实际操作中的注意事项,从而使冲击弹性波法不但成为工程事故的检测和分析手段之一,而且使其真正成为工程质量控制和建筑产品使用过程中可靠性监控的一种工具。
2 基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测2.1 检测设备本实验所采用的仪器设备为四川升拓检测技术股份有限公司生产的混凝土多功能无损检测仪SCE-MATS,其主要由:工业电脑,仪器主机,电荷电缆,加速度传感器,主机信号线,广域振动信号拾取装置,打击锤等构成。
2.2 检测实验结果分析及检测可靠性验证2.2.1 检测实验结果分析表1 厚度检测记录表测定次数测试时间波速最优结果(km/s)标准偏差(m)厚度最优结果(m)12021.05.07 3.1080.0010.23122021.05.07 3.1080.0010.23132021.05.07 3.1080.0010.22942021.05.07 3.1080.0010.22952021.05.07 3.10800.23062021.05.07 3.1080.0010.23172021.05.07 3.10800.23082021.05.07 3.1080.0010.231经过数据解析,根据未知厚度构件的数据解析结果及表1厚度检测记录表中的数据,可知波速最优结果为3.108km/s,未知厚度构件的厚度最优结果为0.230m。
冲击弹性波检测技术基本原理

冲击弹性波检测技术基本原理
3.3.1 噪声的种类 ........................................................................................................48 3.3.2 硬件降噪技术 ...................................................................................................49 3.3.3 软件降噪技术(一)移动平滑滤波 ..............................................................49 3.3.4 软件降噪技术(二)带通滤波 ......................................................................51 3.3.5 软件降噪技术(三)经验模态分解法(EMD) .........................................51 3.3.6 软件降噪方法的效果比较 ...............................................................................55 3.4 频谱分析技术 ......................................................................................................57 3.4.1 FFT 解析(高速傅立叶变换) ........................................................................57 3.4.2 MEM(最大熵法)频谱分析方法 .................................................................58 3.4.3 FFT 与 MEM 的对比 ..........................................................................................60 3.4.4 相关分析 ............................................................................................................63 3.5 数据分析及判断 .................................................................................................64 3.5.1 基本统计方法 ...................................................................................................64 3.5.2 异常数据识别方法 ...........................................................................................65
冲击弹性波检测的应用

弹性波的传 播特性(速 度/衰减)
02 混凝土强度、刚度(模量) 03 结构物内部缺陷 04 地基材料力学特性
05 灌浆密实度
冲击弹性波检测的应用
应用领域
弹性波反射(时刻.速度)
振动特性(声.频谱.衰减)
壁厚、内部空洞、材质 桩的长度/完整性 立柱埋深、锚索、杆长度、灌浆密实
结构物的剥离、空洞 结构物全体的健全性 锚固张力、悬索张力
冲击弹性波检测的应用
THANKS
冲击弹性波 检测的应用
冲击弹性波检测的应用
应用领域
利用冲击弹性波的激发、传播、反射以及振动特性, 可检测结构的各种力学特性和健全性。
弹性波的激发(打击冲击特性)
施工管理,地基材料的力学特性 混凝土表层刚性、粘着强度
弹性波检测的应用
应用领域
01 结构物的裂缝程度
冲击弹性波的基本概念

铁道工程
CONTENTS
冲击弹性波基本原理
冲击弹性波的基本概念 冲击弹性波信号测试及分析基础
代表无损检测技术简介 冲击弹性波检测的应用
CONTENTS
一、冲击弹性波的基本概念
振动和波的概念 振动波动的基本要素 激振信号强弱对测试的影响 冲击弹性波的反射特性
弹性波的分类 冲击弹性波的产生 冲击弹性波的传播(波速)
2.弹性波的分类
根据激振方式分类
稳态瑞利波→激振器 瞬态瑞利波→锤击
瑞利波(表面波) 沿半无限弹性介质自由表面传播 用符号“R”表示
稳态
2.弹性波的分类
板波(Lame波)
在板状介质中传播 对称型(S型) 非对称型(A型) 其他波
弯曲波 爬波 楔波
弹性波主要成分特点
分类 速度
P波 最快
S波
约为P波 波速的 60%
3.振动波动的基本要素
波动的基本要素
波的传播速度:V,即波动在媒介中传播的速度 V L /(t1 t 0)
波长: ,一个周期内波动传播的距离 V • T
波数:k k /V 2 /
相位:θ,与振动相似,描述波的起始位置。
4.冲击弹性波的产生
激振信号频率 激振锤越小、产生的频率越高 打击对象越硬、激振锤与被测体间的接触时间越短,信号频率也越高
R波
约为P波 波速的 55%
L波
随频率而 变化
对材料力学特 主要依存 主要依存 主要依存 依存于E、
性的依存性
于E
于G
于G
G
3.振动波动的基本要素
简谐振动方程
m
d2x dt 2
kx
0
设 2 k
m
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升拓无损检测技术—冲击弹性波(四川升拓检测技术有限责任公司,四川成都610045)摘要:冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生,是弹性波的一种。
因为其具有激振能量大、操作简单、便于频谱分析等特点,是一种非常适合无损检测的媒介。
关键词:无损检测技术,冲击弹性波,波的分类,反射特性,升拓无损检测无损检测运用广范,在国内许多行业和部门,例如机械、粉末冶金、建筑、公路、铁道、隧道、桥梁、石油天然气、石化、化工、航空航天、船舶、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、医疗机构、核工业、海关等领域均有运用。
四川升拓检测技术有限责任公司的无损检测技术主要致力于工程质量、结构安全和广域防灾减灾等方面的设备、系统的开发和销售。
以振动、波动、声响、冲击等作为测试和监测媒介。
无损检测技术,又称非破坏检查技术,在不破坏物质原有状态及化学性质的前提下,利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而使其物理性质的物理量发生变化的现象,以不使检查物使用性能和形态受到操作为前提,通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化,从而了解从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法。
无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的工程科学,它最突出的特点是“无损伤”。
其发展过程经历了三个阶段:无损探伤阶段、无损检测阶段和无损评价阶段。
首先,无损探伤阶段主要是探测和发现缺陷;其次,无损检测阶段不仅仅是探测缺陷,还包括探测试件的一些其他信息,例如、材质、结构、性质、状态等,并试图通过测试,掌握更多的信息;再次,无损评价阶段不仅要求发现缺陷,探测试件的材质、结构、性质、状态,还要求获取更全面,更准确的综合的信息,例如缺陷(裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等)、几何尺寸(厚度、埋深)、位置、取向、内含物、残余应力等,结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术,材料力学、断裂力学等知识综合应用,对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。
无损检测技术常用的方法有冲击弹性波检测(包含超声波检测和声波检测)、射线检测,超声波检测,磁粉检测,渗透检测、涡流检测、声发射检测等方法。
进入21世纪以后,为满足生产的需求,并伴随着现代科学技术的发展,特别是计算机技术、数字化与图像识别技术、人工神经网络技术和机电一体化技术的快速发展,无损检测的方法和种类日益繁多,除了上面提到的几种方法外,射线、激光、红外、微波、液晶、等技术都被应用于无损检测。
在交通工程中,无损检测技术的应用是十分广泛的。
无论是公路的路基填筑、路面铺装,还是桥梁、隧道的施工和维护,处处可以看到无损检测技术的身影。
下表列出了面向混凝土结构的常见的无损检测技术。
表1-1 各种检测方法的领域和特征类型代表方法测试对象主要特征冲击/弹性波冲击回弹仪混凝土强度操作方便弹性波(机械波)声波仪、超声波仪、基桩测试仪混凝土材质(刚性、强度)、尺寸、缺陷(裂缝、内部空洞等)测试种类多,范围广诱导振动打声法、谐振法混凝土材质及缺陷操作较为方便电磁波/电磁诱导电磁波混凝土雷达内部钢筋、缺陷形象直观电磁诱导钢筋仪钢筋操作方便红外线红外线成像仪剥离、脱落、漏水等测试面积大、并可远距离测试放射线X射线X光成像仪结构内部钢筋、空洞分辨率高、形象直观伽马射线RI(核子密度水分仪)混凝土材质对密度、水分敏感其中,冲击弹性波和振动是有着密切关系的一个物体的两个方面。
例如,对混凝土表面敲击后,敲击部位及其附近产生振动。
同时,该振动又会以弹性波的形式向四周扩散,即形成冲击弹性波。
由于振动和冲击弹性波可以直接反映混凝土结构和材料的力学特性、几何条件和边界条件,具有作为土木工程无损检测的得天独厚的条件,从而得到了广泛的瞩目和飞速的发展。
而超声波则可以作为冲击弹性波的一个特例,但其应用领域等受到很大的限制。
本公司开发的各类检测和监测设备,均以振动和冲击弹性波为检测媒介,并正逐步形成相应的技术体系。
冲击弹性波的产生当某处物质粒子离开平衡位置,即发生应变时,该粒子在弹性力的作用下发生振动,同时又引起周围粒子的应变和振动,这样形成的振动在弹性介质中的传播过程称为“弹性波”;而通过机械冲击在对象材料中产生的弹性波,又称为冲击弹性波。
冲击弹性波的产生一般有两种方法,即外力击打产生和由物体内部破损产生。
打击产生冲击弹性波冲击锤打击或刚球落下是最一般的激振方式。
图1-1 打击产生弹性波改变打击锤,可以产生不同频率特性的冲击弹性波。
一般来讲,小的硬质锤可产生高频的弹性波。
相反大的硬质锤可产生低频的弹性波,即与锤和打击对象的接触时间有明显的关系。
钢球打击时,刚球和混凝土的接触时间Ts 可以近似为[6]:D T S 0043.0= (1-1)其中,Ts 是接触时间,单位s ;D 为刚球的直径,单位m 。
打击的冲击信号和敲击引起的自由振动频率的关系如下:SS T f 25.1= (1-2)(a )冲击过程 (b)冲击过程的频率特性图1-2 冲击信号的频率特性损伤以及冲击弹性波的发生(AE )AE (Acoustic Emission 的缩写)的意思是“声的发射”,也是一种冲击弹性波。
结构物的内部产生破坏现象时,萌生扩展过程中会释放一部分弹性波能量。
借用习惯的说法,所以称为“声发射”。
实际上,许多声发射的频率非常高,远远超过了人耳所能听到的范围(20-20KHz ),需要用高频率、高灵敏度的传感器才可以检出。
图1-3 AE信号的发生、传播和检出AE有以下特征:(1)频率高:混凝土的场合,大多在数百KHz以上;(2)衰减快:衰减快,传播距离一般不超过数米;(3)信号弱、受周边环境影响大。
AE传感器裂缝进展冲击弹性波的传播特性在这里讲述冲击弹性波的传播特性(主要是速度和衰减特性)。
弹性波的传播速度如前所述,弹性波中有各种成分波,其传播速度也各有不同。
1) P 波弹性波的各种波中,P 波速度最快,因此叫Primary wave 。
然而,P 波的波速不是一个定值,与传播物体的尺寸、形状以及P 波波长有关。
当物体的3维尺寸大于P 波波长时,P 波的传播速度可由下式表示。
)21)(1()1(3μμμρ-+-⋅=E V P (2-1) 其中,E 为材料的弹性模量,μ为泊松比,ρ为密度。
而当传播物体为桩、立柱等细长物体而P 波波长较长时,其P 波波速为1维速度:ρE V P =1 (2-2) 当传播物体为平板,而P 波波长较长的场合,P 波速度为2维速度:)1(22μρ-=EV p (2-3)容易得出321P P P V V V <<的关系。
若泊松比取为0.20,则有:054.1:021.1:1::321=P P P V V V (2-4) 如前所述,P 波的传播速度不仅取决于传播物体的尺寸、形状,还取决于P 波的波长。
一般来说,波长越短的P 波,其传播速度越接近3P V 。
由于超声波发信子产生的P 波的波长比用锤打击产生的冲击波的波长要短很多,因此在平板结构中当,因此,在板中传播的冲击弹性波的P 波速度比超声波的P 波速度大约慢3%左右。
此外,当P 波中含有不同波长的成分,其波速又不相同时(称为“频散”),不同速度的波合成后会产生一个“群速度”,鉴于篇幅所限,其分析方法不做详述,感兴趣的读者可以参考相关书籍。
2) S 波与P 波不同,S 波的波速与传播物体的形状、大小以及波长等均没有关系:ρμρ)1(2+==E GV S (2-5) 其中,G 为材料的剪切模量。
水或空气中不存在剪切刚性(0=G ),因此S 波不存在。
这是流体与固体材料的重要差别。
3) R 波R 波的速度R V 用下式表示:0)/1(16)/()/1624()/(8)/(222222222322=--⋅-+-P S S R P S S R S R V V V V V V V V V V (4-6) 下表列出了各泊松比下的不同波的速度。
表4-1 各成分波的速度和泊松比的关系 d μS P V V / S R V V / R P V V / 0.50∞ 0.9554 ∞ 0.406 0.9535 2.5689 1/32.0 0.9325 2.1448 0.253 0.9194 1.8839 0.201.6330 0.9110 1.7925 0.151.55840.9002 1.7312 4) Lame 波Lame 波的速度,不仅取决于材料的特性还与波长以及厚度相关。
其速度也叫相位速度。
此外,理论解非常复杂。
下图表示了Lame 波的非对称模型(屈曲型)传播速度~板厚/波长的关系。
0.20.40.60.811.200.511.52H /L c /V R图2-1 Lame 波的理论频散曲线图中,c 表示Lame 波的相位速度,R V 表示表面波速度,H 表示板厚度,L 表示Lame 波的波长。
如1/>L H 时,Lame 波的相位速度与瑞利波的速度相似。
5.0/<L H 的场合,Lame 波的位相速度急剧降低。
波的衰减从振源发振的弹性波,伴随传播而衰减。
主要衰减如下:1) 几何衰减(又叫扩散衰减)激发的弹性波伴随传播距离的增加,前锋波面增大,单位面积的能量减小。
体波(P 波以及S 波)的传播是圆球状扩散,由于球面积是与半径(传播距离)的平方成正比,所以能量密度即与传播距离的平方成反比。
另一方面,R 波的传播是沿圆柱状(圆柱的高度大约相当于1倍波长)扩散,其表面积与传播距离的一次成正比波,因此其衰件要比体波慢得多。
所以,在半无限结构物表面激发的弹性波在沿物体表面传播过程中,其体波成分衰减得很快,一定距离后,主要成分被R 波所占据。
2) 透过衰减当弹性波在传播过程中遇到不同材料的场合,有反射或重复反射产生,从而使得传播的能量减少。
3) 粘滞性衰减当材料不是完全弹性体时,由于粘滞性的存在也会引起能量的衰减。
如果用振幅,可以表示如下:r e A A )(0ωα-=(2-1-1)其中,0A :基准点的振幅 QC 2)(ωωα=,为反映粘性衰减的指数r :与基准点的距离ω :圆频率C :波的传播速度Q :表示材料粘性衰减特性的常数,其值越小说明材料的衰减也越大。
可以看出,弹性波的频率越高,其粘性衰减越大,而且与频率呈指数关系。
冲击弹性波的反射特性弹性波在异种媒介的边界面会引起反射,而这正是立柱埋深检测所需的。
在两种媒介垂直入射的情况在机械阻抗(一般用z 来表示材料的机械阻抗,CA z ρ=,这里的A 是断面截面积))发生变化的边界面上,传播的弹性波会产生波的反射和透过。
图3-1 变化的机械阻抗面发生的反射和通过这里,↓1v ,↑1v 表示单元1的粒子的运动速度(入射和反射),↓2v 表示单元2的粒子的运动速度。