直线型线圈横波与兰姆波EMAT有限元计算与声场特性分析研究

发布时间：2023-05-26 23:37

　　各种不同厚度的铝合金板材是制造业中重要的原材料,在我国的制造、航空、运输等领域得到广泛应用,因此对板材质量的无损检测显得尤为重要。近年来各种无损检测技术发展迅速,针对中厚铝合金板材(厚度≥6mm)适宜采用超声体波对其进行检测,较薄铝合金板材(厚度<6mm)宜于采用超声兰姆波对其进行检测。与常规压电超声检测技术相比,电磁超声检测技术具有非接触、无需耦合剂、适用于极端高低温检测等优点。因此,采用电磁超声体波对较厚铝合金板进行探伤检测,采用电磁超声导波技术对较薄铝合金板进行缺陷检测是目前最为有效的检测手段。电磁超声换能器(EMAT,Electromagnetic Acoustic Transducer)作为电磁超声检测技术的核心,易于产生不同类型的超声波,然而利用体波检测时EMAT辐射声场的特性分析、采用兰姆波检测时单一模态的控制激发,是实际工程应用中亟待解决、但目前尚未较好解决的难题。为此,本文主要针对该领域亟待解决的两个难题,直线型线圈EMAT横波辐射声场分布规律、板中兰姆波模态的控制激发方法,进行了深入研究。针对体波检测时EMAT辐射声场的特性分析难题,以直线型线圈中的跑道形线圈...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 引言
    1.1 课题来源
    1.2 课题的研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 电磁超声换能器研究现状
        1.3.2 电磁超声换能器辐射声场研究现状
        1.3.3 电磁超声换能器导波模态控制研究现状
    1.4 论文结构安排
2 电磁超声换能器辐射声场仿真分析
    2.1 引言
    2.2 电磁超声换能器简介
    2.3 EMAT换能原理及声场辐射原理
        2.3.1 EMAT换能原理
        2.3.2 声场辐射原理
    2.4 跑道形线圈EMAT仿真研究
        2.4.1 跑道形线圈EMAT建模
        2.4.2 跑道形线圈EMAT辐射声场分析
    2.5 本章小结
3 跑道形线圈EMAT辐射声场影响因素仿真分析与研究
    3.1 前言
    3.2 线圈宽度对辐射声场的影响
    3.3 双磁铁对辐射声场影响
    3.4 激励频率对跑道形线圈EMAT辐射声场影响研究
    3.5 本章小结
4 电磁超声换能器辐射声场实验测量
    4.1 引言
    4.2 搭建EMAT辐射声场测量系统
        4.2.1 制作激励EMAT
        4.2.2 EMAT辐射声场测量系统方案设计
    4.3 单磁体跑道形线圈EMAT辐射声场测量实验
        4.3.1 实验测量过程
        4.3.2 实验结果分析
        4.3.3 仿真结果与实验结果对比分析
    4.4 双磁体跑道形线圈EMAT辐射声场测量实验
        4.4.1 实验测量过程
        4.4.2 实验结果分析
    4.5 本章小结
5 多通道阵列EMAT兰姆波模态控制仿真研究
    5.1 前言
    5.2 多通道阵列EMAT兰姆波技术原理
    5.3 电磁超声多通道阵列兰姆波建模研究
    5.4 仿真结果分析
6 多通道阵列EMAT兰姆波模态控制实验研究
    6.1 前言
    6.2 电磁超声相控阵兰姆波实验系统
    6.3 多通道阵列EMAT兰姆波模态控制实验
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3823482