钱 骥，陈 鑫，朱汉容

(1.重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074；2.重庆交通大学，重庆 400074)

基于二维傅立叶变换的圆杆弹性波模式识别及分离

钱 骥1，陈 鑫1，朱汉容2

(1.重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074；2.重庆交通大学，重庆 400074)

采用有限元模拟了声发射弹性波在高强钢丝内的传播过程，通过提取不同空间位置节点振动时程曲线组成二维幅值序列，由二维傅立叶变换获得了频率-波数域等值线图，并与理论频率-波数图进行了对比分析。结果表明：采用有限元方法能够精确地模拟弹性波在高强钢丝内的传播过程，不同时刻应力云图清晰反映了波在钢丝内的反射和叠加效应；基于二维傅立叶变换的频率-波数图与理论值吻合良好，可以有效地进行耦合波形模式识别和分离，从而实现复杂问题简单化。

桥梁工程;声发射；圆杆；弹性波；模式分离；二维傅立叶变换

0 引 言

声发射是材料或结构在外部因素作用下，产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象[1]。任何损伤的出现，都是应变能的累积与释放，以弹性波形式释放的应变能，最终通过介质传播到监测传感器，通过实测波形的精确分析即可进行损伤源识别。声发射技术是一种被动的无损检测和监测方法，已广泛应用于航空航天、石油化工、机械制造等诸多领域，并已颁布了多部承压设备如金属储罐、高压气瓶等声发射无损检测标准。

相比较于飞机机翼、压力油罐等薄板结构，弹性波在拉索内的传播更为复杂，多根钢丝绞合在一起难以求得解析解。……