不一样了，真的不一样了，是屌丝逆袭还是大招出击？线型的非线性的各种超声波都来检测砂浆了，简直就是碉堡了！下面一起看看这种碉堡的检测吧！
随着材料科学的发展，工程实践中对检测技术的要求不断提高，超声检测可对复合材料进行检测，对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深和性质等参量较之其他方法有综合优势。传统超声检测技术受原理所限，无法有效检测材料损伤早期的微裂缝，应用非线性超声检测技术是一种解决上述检测问题的途径。
北京航空航天大学交通科学与工程学院的研究人员尝试用超声波脉冲速度法和谐波幅值比的方法对不同裂缝宽度的水泥胶凝材料进行检测，从而对材料的局部损伤程度进行检测并对两种方法的灵敏度进行比较。
1 无损检测方法
超声波脉冲速度(UPV)测试是一个较常见的非破坏性的线性超声检测方法，可以用来确定混凝土的弹性性质。
超声波在受损材料中传播时会出现一定程度的非线性效应，产生基波频率整数倍的谐波。观测谐波产生通常使用的是谐波幅值比法。使用谐波幅值比法观测弹性波与裂纹、界面和介质接触表现出的非线性特征称为声接触非线性，这类超声非线性常用来评价材料的局部特征。非线性超声检测利用有限振幅声波在材料中传播时介质或微小缺陷与其相互作用的非线性效应，实现材料性能评估和微小缺陷的检测。
2 试验过程
2.1 试件的制备
为了研究不同裂缝宽度下材料的超声特性，制作了5种不同裂缝宽度的砂浆试块，控制组0号试块保持为正常。试块的尺寸为50mm×50mm×50mm，按水:水泥:骨料比为1:2:5制备。试块浇筑后将厚度为0.05mm的间隙片插入试块中，插入深度为40mm，通过控制间隙片拔出的时间得到不同裂缝宽度的试块。最后用裂缝宽度观察仪得到如图1所示的5种带裂缝的试块。
  图1 不同裂缝宽度的试块
2.2 试验设备
超声波波速的测定采用美国OLSON公司的UPV超声测试仪获得，由仪器输出直接读取超声波的传播速度。为减小测量误差，每个试块的波速测量3次，并将其平均值作为最终的波速V。
非线性无损检测采用的谐波幅值比法试验装置如图2所示。信号发生器（RIGOL DG1022）发出超声频率为22kHz，100周的正弦波，通过放大器（KROHN-HITE 7500）放大10倍，经中心频率为25kHz的发射探头发射并在砂浆试块中传播，由中心频率为50kHz的接收换能器接收，最后信号在示波器（TEKTRonIX DPO2014）上显示并储存，信号采样频率为1.25MHz。
 图2 谐波试验装置图
3 试验结果和讨论
用系统对同一个试块测试3次得到的波速结果显示：随着裂缝宽度的增加，波速有下降的趋势。当裂缝为0.05mm时波速并没有减小，而且随着裂缝的增大，波速减小的程度不大。
将两次数据的最终结果进行整理得到当裂缝宽度小于0.05mm时波速基本不变，说明裂缝宽度过小时波速对材料的局部损伤情况并不敏感。而得到的谐波损伤系数β一直稳步增加。从正交化数值来看，波速的变化从1~0.8602，变化幅度在20%左右，而β值从4.9374~224.829，变化幅度增加了两个数量级，这说明有限幅度法测得的非线性参数β对探求裂缝宽度上比波速法更敏感。对比波速与β随裂缝宽度的变化情况发现，当裂缝宽度大于0.1mm时波速和β值都有一个剧烈变化的过程，这可能是裂缝宽度达到一定的限值后材料的局部损伤进入了另一个阶段，其机理还有待进一步的试验研究和验证。
4 结论
超声波脉冲法和谐波幅值比法都能反映出材料随着裂缝宽度增加的局部损伤情况。对比两种方法可以发现谐波幅值比法在检测材料局部裂纹方面比超声波脉冲法更敏感。
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