基于沖擊彈性波的交通工程無損檢測技術(shù)青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川升拓檢測技術(shù)股份有限公司匯報人：徐剛2021年12月17日理論基礎(chǔ)2——技術(shù)概述——彈性波維度及波速——常見無損檢測方法及比較以沖擊彈性波為主要測試媒介，能量大、波長較長，測試手段多樣（透過、反射等）；結(jié)合信號分析FFT/MEM/EMD、成像分析手段EWR/CT等；可開發(fā)有針對性的解決方案。彈性波即為在固體媒質(zhì)中傳播的變形擾動沖擊：用激振錘等在固體表面產(chǎn)生沖擊擾動技術(shù)概述-沖擊彈性波特點1.1技術(shù)概述-彈性波的分類■P波（縱波/壓縮波/疏密波）質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行波速最快

傳播過程中，僅使介質(zhì)各點改變體積而無轉(zhuǎn)動■S波（橫波/剪切波）質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直

傳播過程中，使介質(zhì)各部分發(fā)生形變而體積不變技術(shù)概述-彈性波的分類分類標(biāo)準：介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波動的傳播方向的關(guān)系表面波■瑞利波（表面波）沿半無限彈性介質(zhì)自由表面?zhèn)鞑ィ豪@平衡位置作橢圓軌跡的振動，并作用于相鄰的質(zhì)點而在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，稱為表面波。表面波一般指瑞利波（雷利波），用符號“R”表示能量一般集中于2個波長范圍內(nèi)1.1技術(shù)概述-彈性波的分類1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-彈性波的分類分類P波S波R波速度最快約為P波波速的60%左右約為P波波速的55%左右對材料力學(xué)特性的依存性主要依存于彈性模量E主要依存于剪切模量G主要依存于剪切模量G1.1技術(shù)概述-彈性波的分類1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-彈性波的分類1.1技術(shù)概述-波的基本要素

■波的基本要素

1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素

■波的基本要素

與振動相似，描述某一時刻，波形上某質(zhì)點處于的位置，通常以角度作為單位。1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的衍射當(dāng)彈性波在傳播途徑中，遇到障礙物或其他不連續(xù)的情況下，會導(dǎo)致波陣面發(fā)生畸變情況。1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-波的衍射波的衍射（惠更斯原理）■幾

體波（P波、S波）圓球狀擴散傳播，能量密度與傳播距離的平方成反比。

R波（瑞利波）沿圓柱狀擴散傳播，表面積與傳播距離成正比，衰減比體波慢?！鐾高^衰減在遇到不同材料時，有反射或重復(fù)反射產(chǎn)生，使得傳播能量減少。彈性波的傳播及衰減■

彈性波的頻率越高，其黏性衰減越大，與頻率呈指數(shù)關(guān)系。1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類技術(shù)概述-波的衰減幾何衰減透過衰減■黏滯性衰減1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度P波波速：彈性波的各種波中，P波速度最快。然而，P波的波速不是一個定值，與傳播物體的尺寸、形狀以及P波波長有關(guān)。

1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度

1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度P波波速維度關(guān)系：當(dāng)泊松比取0.2時：

1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度P波頻散特性：P波波速隨波長變化的特性

1.2彈性波維度及波速單一反射和重復(fù)反射示意■單一反射

■重復(fù)反射（沖擊回波/FFT/MEM）

攜·手升拓/共·筑未來1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度P波波速測試方法：根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸、形狀分為單面反射和雙面透過1.2彈性波維度及波速雙面透過法示意■雙面透過

攜·手升拓/共·筑未來1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度P波波速測試方法：根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸、形狀分為單面反射和雙面透過雙面透過法示意

1.2彈性波維度及波速攜·手升拓/共·筑未來1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度S波波速：與P波不同，S波的波速與傳播物體的形狀、大小以及波長等均沒有關(guān)系

動泊松比推算：根據(jù)P波與S波的波速，可推算材料的動泊松比，在三維狀態(tài)下：

對于混凝土材料，可近似為：1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度R波波速：R波速可通過S波、P波進行換算R波的傳播速度與S波波速、P波波速有如下關(guān)系：對于混凝土材料，可近似為：1.3彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度R波頻散特性：在非均勻彈性介質(zhì)中，R波波速隨頻率變化的特性

1.2彈性波維度及波速SASW頻散曲線測試示意1.3彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-波的衍射1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-波的基本要素1.1技術(shù)概述-彈性波的分類彈性波波速及維度R波波速測試方法：瞬態(tài)SASW法

測試示意SASW頻散曲線1.2彈性波維度及波速測試示意波形示意頻散曲線1.2彈性波維度及波速1.3彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.2彈性波維度及波速1.1技術(shù)概述-波的衰減1.1技術(shù)概述-