由于變厚度波導(dǎo)的邊界條件使得導(dǎo)波傳播非常復(fù)雜,因此常用于等厚度波導(dǎo)的非頻散導(dǎo)波模態(tài)難以取得理想的檢測(cè)效果。為此,本學(xué)位論文將數(shù)值法和解析法相結(jié)合,開(kāi)展PPM EMATs換能器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),并基于優(yōu)化后的換能器激發(fā)高頻散SH₁模態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)楔形板狀結(jié)構(gòu)缺陷的快速檢測(cè)。首先,分析了板狀結(jié)構(gòu)EMATs導(dǎo)波收、發(fā)換能機(jī)理,推導(dǎo)了相應(yīng)的多物理場(chǎng)耦合方程,探討了選擇SH₁模態(tài)作為變厚度板檢測(cè)模態(tài)的理論依據(jù),基于楔形板中SH波的頻散方程,討論了楔形板中存在的絕熱模態(tài)現(xiàn)象。其次,針對(duì)常規(guī)PPM EMATs用于變厚度波導(dǎo)檢測(cè)時(shí)信噪比較低的問(wèn)題,研究一種可改變線源旋轉(zhuǎn)角和線源指向的新型換能器結(jié)構(gòu),并從遠(yuǎn)場(chǎng)響應(yīng)方程推導(dǎo)、線圈參數(shù)優(yōu)化和本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面對(duì)新型換能器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和分析。再次,針對(duì)常規(guī)PPM EMATs難以收、發(fā)純凈SH₁模態(tài)的問(wèn)題,研究一種在板狀結(jié)構(gòu)件上下表面對(duì)稱(chēng)布置換能器,通過(guò)保證上下?lián)Q能器的磁鐵同向、電流反向來(lái)激勵(lì)或接收純凈SH₁波的雙探頭對(duì)稱(chēng)布置法,并從換能機(jī)理推導(dǎo)、單雙探頭激勵(lì)效果對(duì)比等方面對(duì)新型換能... 

【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 研究背景
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 變厚度波導(dǎo)缺陷檢測(cè)技術(shù)
        1.3.2 高頻散導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)
        1.3.3 PPMEMATs優(yōu)化設(shè)計(jì)
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本文結(jié)構(gòu)安排
第2章 變厚度板缺陷檢測(cè)基本理論
    2.1 電磁超聲的多場(chǎng)耦合機(jī)理
        2.1.1 電磁超聲基本換能機(jī)理
        2.1.2 電磁超聲基本換能過(guò)程
        2.1.3 電磁超聲多場(chǎng)耦合方程
    2.2 、變厚度板檢測(cè)模態(tài)選擇
        2.2.1 檢測(cè)模態(tài)選擇的理論依據(jù)
        2.2.2 楔形板中SH波的頻散方程
    2.3 本章小結(jié)
第3章 PPMEMATs激發(fā)聲場(chǎng)指向性優(yōu)化研究
    3.1 遠(yuǎn)場(chǎng)響應(yīng)方程推導(dǎo)
m">        3.1.1 單線源m的遠(yuǎn)場(chǎng)響應(yīng)Rm

        3.1.2 分布式線源的總遠(yuǎn)場(chǎng)響應(yīng)R
    3.2 仿真模型
    3.3 仿真分析
        3.3.1 內(nèi)線圈寬度的影響
        3.3.2 相鄰線源間距的影響
        3.3.3 線源旋轉(zhuǎn)角的影響
    3.4 換能器本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 PPMEMATs收發(fā)模態(tài)單一性優(yōu)化研究
    4.1 收發(fā)換能機(jī)理
        4.1.1 雙探頭激發(fā)機(jī)理
        4.1.2 雙探頭接收機(jī)理
    4.2 仿真分析
        4.2.1 單、雙探頭穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)比
        4.2.2 單、雙探頭激勵(lì)信號(hào)對(duì)比
        4.2.3 上、下探頭安裝誤差的影響
    4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 變厚度板缺陷檢測(cè)
    5.1 傳播時(shí)間理論推導(dǎo)
    5.2 仿真模型
        5.2.1 仿真模型計(jì)算精度驗(yàn)證
        5.2.2 楔形板中激發(fā)聲場(chǎng)指向性驗(yàn)證
        5.2.3 楔形板中收發(fā)模態(tài)單一性驗(yàn)證
    5.3 仿真分析
        5.3.1 缺陷位置的影響
        5.3.2 缺陷尺寸的影響
        5.3.3 楔形板傾斜角的影響
    5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄：攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于洛倫茲力機(jī)制的電磁超聲發(fā)射換能器的建模與優(yōu)化[J]. 孫斐然,孫振國(guó),張文增,陳強(qiáng).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]Excitation and Detection of Shear Horizontal Waves with Electromagnetic Acoustic Transducers for Nondestructive Testing of Plates[J]. MA Qingzeng,JIAO Jingpin,HU Ping,ZHONG Xi,WU Bin,HE Cunfu.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2014(02)
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[4]板材厚度變化對(duì)Lamb波透射系數(shù)的影響[J]. 景永剛,張海燕,劉鎮(zhèn)清.  聲學(xué)技術(shù). 2006(01)
[5]臺(tái)階型厚度變化板中導(dǎo)波的研究[J]. 田光春,劉鎮(zhèn)清,景永剛.  無(wú)損檢測(cè). 2003(07)
[6]超聲板波法在變厚度板檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 尚世同,尚瑜娟.  無(wú)損檢測(cè). 1998(03)

博士論文
[1]電磁超聲縱向模態(tài)導(dǎo)波管道檢測(cè)機(jī)理與信號(hào)增強(qiáng)方法研究[D]. 孫鵬飛.華中科技大學(xué) 2015
[2]變厚度板超聲導(dǎo)波檢測(cè)理論與技術(shù)[D]. 李喜朋.北京理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]激光在金屬楔形板中激發(fā)超聲導(dǎo)波傳播規(guī)律的研究[D]. 王嘉宇.南京理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2946896

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