發(fā)布時(shí)間：2017-05-13 23:09

  本文關(guān)鍵詞：電磁超聲鋼板測(cè)厚技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁超聲具有非接觸、無(wú)需耦合、適于高溫檢測(cè)、易于激發(fā)各種超聲波形等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來(lái)逐漸成為了人們研究的熱點(diǎn)，并在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬板廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車(chē)工業(yè)以及壓力容器中，為了確保工廠和設(shè)備的安全，對(duì)金屬板厚度進(jìn)行精確的測(cè)量非常重要。電磁超聲的上述優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬板的高速自動(dòng)測(cè)厚，能對(duì)有大范圍腐蝕減薄的金屬板進(jìn)行檢測(cè)。 本文研究了電磁超聲檢測(cè)技術(shù)的基本理論，其中包括基于洛倫茲力的EMAT理論和基于磁致伸縮機(jī)理的EMAT理論。推導(dǎo)了在非鐵磁性材料和鐵磁性材料中電磁超聲換能器各物理場(chǎng)中物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，分析了各物理場(chǎng)之間的耦合過(guò)程；研究了電磁超聲橫波和縱波產(chǎn)生機(jī)理、測(cè)厚原理以及橫波和縱波測(cè)厚換能器結(jié)構(gòu)；對(duì)EMAT的結(jié)構(gòu)參數(shù)和換能器換能效率之間的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述。采用有限元軟件COMSOL對(duì)電磁超聲橫波和縱波測(cè)厚換能器進(jìn)行了實(shí)體建模及仿真分析。對(duì)于縱波測(cè)厚EMAT換能器，建立了馬蹄形和圓環(huán)形兩種模型，分析了其靜態(tài)磁場(chǎng)和交變磁感應(yīng)強(qiáng)度分布規(guī)律，，得到鋼板表面的渦流密度及其所受的洛倫茲力分布圖，研究了電流頻率、線圈的參數(shù)、永磁體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其換能效率的影響，確定了較優(yōu)的換能器結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別采用設(shè)計(jì)的電磁超聲橫波測(cè)厚EMAT和縱波測(cè)厚EMAT對(duì)鋼板和鋁板進(jìn)行厚度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。 通過(guò)對(duì)不同厚度的鋼板和鋁板進(jìn)行厚度檢測(cè)，驗(yàn)證了理論和仿真的正確性。橫波換能器對(duì)鋼板厚度檢測(cè)時(shí)，與鋁板檢測(cè)結(jié)果相比，回波數(shù)較少，表明在鋼板中聲波衰減更快，需要選擇合適的外磁場(chǎng)減小磁致伸縮力和洛倫茲力的相互干擾，以增強(qiáng)在鋼板中的換能效率。對(duì)橫波和縱波測(cè)厚的差異性進(jìn)行了分析，橫波測(cè)厚靈敏度更高，而縱波能實(shí)現(xiàn)更快速的厚度檢測(cè)。設(shè)計(jì)的橫波和縱波EMAT能很好地應(yīng)用于金屬板的厚度檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：電磁超聲 厚度檢測(cè) 橫波 鋼板 縱波 有限元分析 回波信號(hào)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB553
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的背景及研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 電磁超聲測(cè)厚技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 電磁超聲測(cè)厚技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.3 電磁超聲的特點(diǎn)和應(yīng)用11-13
• 1.4 論文的主要研究工作及章節(jié)安排13-15
• 1.4.1 論文的主要研究工作13-14
• 1.4.2 論文章節(jié)安排14-15
• 第2章 電磁超聲檢測(cè)技術(shù)的基本理論15-31
• 2.1 基于洛倫茲力機(jī)理的 EMAT 理論研究15-21
• 2.1.1 EMAT 中的電磁場(chǎng)分析16-19
• 2.1.2 基于洛倫茲力機(jī)理 EMAT 的受力分析19-21
• 2.1.3 EMAT 中的超聲波場(chǎng)21
• 2.2 基于磁致伸縮機(jī)理的 EMAT 理論研究21-29
• 2.2.1 鐵磁性材料的磁化特性22-23
• 2.2.2 鐵磁性材料的磁致伸縮特性23-25
• 2.2.3 鐵磁性材料中的受力分析25-26
• 2.2.4 鐵磁性材料中磁致伸縮力及磁致伸縮電流密度的計(jì)算26-29
• 2.3 EMAT 系統(tǒng)的邊界條件29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 電磁超聲換能器結(jié)構(gòu)及其測(cè)厚原理31-38
• 3.1 電磁超聲換能器結(jié)構(gòu)31-33
• 3.1.1 偏置磁場(chǎng)31-32
• 3.1.2 激勵(lì)線圈32-33
• 3.2 電磁超聲測(cè)厚基本原理33-36
• 3.2.1 電磁超聲橫波和縱波機(jī)理33-35
• 3.2.2 電磁超聲厚度檢測(cè)原理35-36
• 3.3 電磁測(cè)厚換能器的設(shè)計(jì)36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 電磁超聲測(cè)厚換能器的優(yōu)化及有限元仿真分析38-64
• 4.1 電磁超聲測(cè)厚換能器的優(yōu)化設(shè)計(jì)38-39
• 4.2 有限元仿真軟件 COMSOLMultiphysics39-41
• 4.3 橫波測(cè)厚 EMAT 的有限元仿真41-46
• 4.3.1 橫波測(cè)厚 EMAT 的實(shí)體建模41-42
• 4.3.2 橫波測(cè)厚 EMAT 的仿真分析42-46
• 4.4 縱波測(cè)厚 EMAT 的有限元仿真46-50
• 4.4.1 縱波測(cè)厚 EMAT 的實(shí)體建模46-48
• 4.4.2 縱波測(cè)厚 EMAT 的仿真分析48-50
• 4.5 各參數(shù)對(duì)縱波測(cè)厚 EMAT 換能效率的影響50-63
• 4.5.1 馬蹄形縱波測(cè)厚換能器51-56
• 4.5.2 圓環(huán)型縱波測(cè)厚換能器56-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析64-74
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)64-69
• 5.1.1 電磁超聲厚度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)64-65
• 5.1.2 RAM-5000-SNAP 收發(fā)超聲波實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)65-66
• 5.1.3 電磁超聲測(cè)厚換能器66-69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析69-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 第6章 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 在學(xué)研究成果78-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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9 黃鳳英;郭r

本文編號(hào)：363823