錨桿缺陷模擬試驗及其超聲波檢測信號特征的EMD分析

摘要：為準確識別錨桿缺陷位置,了解超聲波在錨桿中的傳播機理和能量分布特征,對試驗模型中的模擬錨桿進行超聲波檢測,基于EMD方法對檢測信號進行能量分布特征分析.通過在沙槽中埋設鋼筋來模擬錨桿,分別設置完整光圓鋼筋、截斷光圓鋼筋、完整螺紋鋼筋和截斷螺紋鋼筋4種.測試中超聲波成像方法為A型,脈沖形狀為全檢波形,應用希爾伯特-黃變換的核心方法EMD分解法對原始信號進行時頻局部化處理.結果表明,超聲波法可以確定不同直徑的錨桿長度及缺陷位置,解決了動測法只能對這些參數作定性評價的問題;EMD方法能根據超聲波檢測信號本身固有的特性進行自適應分解,前幾階IMF分量包含錨桿長度及缺陷位置的主要信息,可以定量表征原始信號的物理特性;超聲波檢測信號的能量主要集中在前3階IMF分量內,各IMF分量的能量占該信號總能量的比例變異性較大;發射功率等外界因素的改變,對超聲波信號經分解得到的各IMF分量的能量分布影響較小,但發射功率過大會造成能量分布不穩定,不利于識別缺陷位置信息;EMD方法準確高效,不需要預設固定的基函數,可以揭示超聲波在被檢測對象介質中的傳播機理和能量分布特征,為應用超聲波法進行錨桿質量缺陷的精準識別奠定了技術基礎.