鐵磁材料電磁超聲換能器(electromagneticacoustic transducer,EMAT)的換能機(jī)制與外加磁場(chǎng)、材料的磁化特性和磁致伸縮特性有密切的關(guān)系,電磁超聲波的產(chǎn)生很大程度上取決于材料的電磁特性和偏置磁場(chǎng)。首先,建立鋼板電磁超聲波的有限元模型,分析偏置磁場(chǎng)及被測(cè)試件的電磁特性對(duì)電磁超聲換能機(jī)制的影響,通過引入不同磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率等效模擬塑性變形試件,分析換能機(jī)制與電磁特性的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上搭建基于電磁超聲表面波的塑性變形檢測(cè)系統(tǒng)。其次,通過對(duì)拉伸的標(biāo)準(zhǔn)工字板試件進(jìn)行磁導(dǎo)率檢測(cè),得到不同塑性損傷試件與相對(duì)磁導(dǎo)率變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。塑性變形會(huì)改變鋼板的電磁特性,進(jìn)而影響到檢測(cè)信號(hào)的變化。最后,對(duì)塑性變形進(jìn)行電磁超聲非線性檢測(cè),得到相對(duì)非線性系數(shù)與塑性變形的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并驗(yàn)證塑性變形、電磁參數(shù)與非線性檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系。

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圖3水平磁場(chǎng)下不同相對(duì)磁導(dǎo)率時(shí)位移激勵(lì)電流/A(e)

4670中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)第40卷位移/m激勵(lì)電流/A(e)相對(duì)磁導(dǎo)率為100002012022032042018141026磁致伸縮力靜態(tài)洛倫茲力動(dòng)太洛倫茲力合力臨界激勵(lì)電流圖3水平磁場(chǎng)下不同相對(duì)磁導(dǎo)率時(shí)作用力隨激勵(lì)電流幅值的變化Fig.3Variationoftheforcew....

圖5水平磁場(chǎng)下臨界激勵(lì)電流與電導(dǎo)率的關(guān)系電導(dǎo)率/(107S/m)10050

4670中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)第40卷位移/m激勵(lì)電流/A(e)相對(duì)磁導(dǎo)率為100002012022032042018141026磁致伸縮力靜態(tài)洛倫茲力動(dòng)太洛倫茲力合力臨界激勵(lì)電流圖3水平磁場(chǎng)下不同相對(duì)磁導(dǎo)率時(shí)作用力隨激勵(lì)電流幅值的變化Fig.3Variationoftheforcew....

圖11拉伸塑性變形試件Fig.11Tensileplasticdeformationtestpiece

113mm總長(zhǎng)度L=280mmR=15mm50mm70mm40mmQ235鋼板厚度10mm圖9Q235試驗(yàn)試件的尺寸示意圖Fig.9SchematicdiagramofthedimensionsoftheQ235testspecimen分比�？紤]到材料在制作過程對(duì)塑性變形的影響，....

圖8相對(duì)磁導(dǎo)率對(duì)二次諧波的影響二頻率/MHz

第14期劉素貞等：鋼板電磁超聲換能機(jī)理及塑性損傷的非線性超聲檢測(cè)4671應(yīng)比垂直磁場(chǎng)大；此外，由于鋼板發(fā)生塑性變形后會(huì)產(chǎn)生反磁致伸縮效應(yīng)，并導(dǎo)致材料各向異性使磁疇無法自由移動(dòng)，從而影響材料的電磁特性。因此，在水平磁場(chǎng)下，保持電導(dǎo)率不變、改變相對(duì)磁導(dǎo)率來等效模擬塑性變形，并進(jìn)一步研....

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