本文關(guān)鍵詞：用于鋁合金厚板檢測的電磁超聲體波換能器優(yōu)化設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁超聲無損檢測技術(shù)因其無需耦合劑,非接觸性等優(yōu)點在近幾十年得到了飛速的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用。由于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展,對鋁合金板材的需求日益增多。但因我國鋁合金板材生產(chǎn)加工工藝的限制,在板材中難免會存在一些缺陷。所以針對鋁合金厚板的電磁超聲換能器(EMAT)的研究具有理論意義和應(yīng)用價值。由于電磁超聲換能器的換能效率較低,導(dǎo)致接收的感應(yīng)電壓回波信號較小,增大了在實際應(yīng)用中的難度。本文旨在對用于鋁合金厚板檢測的電磁超聲體波換能器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提高回波感應(yīng)電壓信號的幅值。首先簡要分析了電磁超聲換能器3種換能機理的激發(fā)方式。隨后著重分析洛倫茲力機理激發(fā)的工作過程,建立其數(shù)學(xué)模型。并應(yīng)用有限元軟件建立了電磁超聲換能器的二維有限元模型。針對缺陷檢測時電磁超聲換能器接收到的回波信號較小的問題,選擇使用蝶形線圈建立電磁超聲體波換能器的二維有限元模型,并使用正交試驗的優(yōu)化方法進(jìn)行改進(jìn)。針對現(xiàn)有大多電磁超聲換能器有限元模型為理想模型,忽略了電路參數(shù)對仿真結(jié)果的影響。本文以厚度檢測為例,對包含電路模型的螺旋線圈電磁超聲換能器模型進(jìn)行整體設(shè)計。計算線圈等效阻抗后,使用雙層螺旋線圈結(jié)構(gòu)建立電磁超聲換能器的二維軸對稱有限元模型,并應(yīng)用正交試驗進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。采用極差分析法對兩組正交試驗結(jié)果進(jìn)行分析。在缺陷檢測中,對比不同結(jié)構(gòu)缺陷回波電壓信號的強弱程度,獲得了優(yōu)化的磁鐵和線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)值。還得出了在本結(jié)構(gòu)下磁鐵-線圈的最佳寬度比。在厚度測量中,優(yōu)化后的螺旋線圈電磁超聲換能器回波電壓幅值比原設(shè)計有所提高。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金厚板 電磁超聲體波換能器 缺陷檢測 厚度測量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB552
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的目的與意義10-11
• 1.2 電磁超聲板材無損檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電磁超聲無損檢測設(shè)備國內(nèi)外現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 電磁超聲換能器建模與優(yōu)化國內(nèi)外現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 電磁超聲體波換能器有限元模型建立16-28
• 2.1 EMAT換能機理16-19
• 2.2 EMAT洛倫茲力機理的數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.3 體波EMAT的一體化建模20-26
• 2.3.1 有限元模型的建立21-24
• 2.3.2 仿真結(jié)果分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 用于缺陷檢測的體波EMAT優(yōu)化設(shè)計28-39
• 3.1 EMAT線圈選擇28-29
• 3.2 體波EMAT優(yōu)化29-34
• 3.2.1 因素確定29-31
• 3.2.2 正交試驗設(shè)計31-32
• 3.2.3 正交試驗結(jié)果與分析32-34
• 3.3 磁鐵-線圈最佳寬度比34-36
• 3.4 實驗驗證36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 用于厚度測量的體波EMAT優(yōu)化設(shè)計39-60
• 4.1 測厚EMAT仿真設(shè)計流程39-40
• 4.2 EMAT線圈模型建立與驗證40-48
• 4.2.1 等效阻抗計算方法40-41
• 4.2.2 線圈模型建立及仿真分析41-43
• 4.2.3 不同模型結(jié)構(gòu)下等效阻抗仿真實驗對比43-48
• 4.3 測厚EMAT仿真模型建立與分析48-52
• 4.3.1 有限元建模48-50
• 4.3.2 螺旋線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計與選擇50-52
• 4.4 測厚EMAT優(yōu)化設(shè)計52-57
• 4.4.1 正交試驗設(shè)計52-53
• 4.4.2 激勵電流計算53-54
• 4.4.3 正交試驗結(jié)果與分析54-57
• 4.5 線圈激勵電流與接收回波感應(yīng)電壓信號間的關(guān)系57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 房琦;用于鋁合金厚板檢測的電磁超聲體波換能器優(yōu)化設(shè)計[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

2 張恒;用于鋼軌探傷的脈沖電磁式電磁超聲體波換能器設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：用于鋁合金厚板檢測的電磁超聲體波換能器優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：467812