钢板电磁超声换能机理及塑性损伤的非线性超声检测

发布时间：2025-05-13 04:16

　　 铁磁材料电磁超声换能器(electromagneticacoustic transducer,EMAT)的换能机制与外加磁场、材料的磁化特性和磁致伸缩特性有密切的关系,电磁超声波的产生很大程度上取决于材料的电磁特性和偏置磁场。首先,建立钢板电磁超声波的有限元模型,分析偏置磁场及被测试件的电磁特性对电磁超声换能机制的影响,通过引入不同磁导率和电导率等效模拟塑性变形试件,分析换能机制与电磁特性的关系,并在此基础上搭建基于电磁超声表面波的塑性变形检测系统。其次,通过对拉伸的标准工字板试件进行磁导率检测,得到不同塑性损伤试件与相对磁导率变化的对应关系。塑性变形会改变钢板的电磁特性,进而影响到检测信号的变化。最后,对塑性变形进行电磁超声非线性检测,得到相对非线性系数与塑性变形的对应关系,并验证塑性变形、电磁参数与非线性检测信号之间的关系。

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【部分图文】：

图3水平磁场下不同相对磁导率时位移激励电流/A(e)

4670中国电机工程学报第40卷位移/m激励电流/A(e)相对磁导率为100002012022032042018141026磁致伸缩力静态洛伦兹力动太洛伦兹力合力临界激励电流图3水平磁场下不同相对磁导率时作用力随激励电流幅值的变化Fig.3Variationoftheforcew....

图5水平磁场下临界激励电流与电导率的关系电导率/(107S/m)10050

4670中国电机工程学报第40卷位移/m激励电流/A(e)相对磁导率为100002012022032042018141026磁致伸缩力静态洛伦兹力动太洛伦兹力合力临界激励电流图3水平磁场下不同相对磁导率时作用力随激励电流幅值的变化Fig.3Variationoftheforcew....

图11拉伸塑性变形试件Fig.11Tensileplasticdeformationtestpiece

113mm总长度L=280mmR=15mm50mm70mm40mmQ235钢板厚度10mm图9Q235试验试件的尺寸示意图Fig.9SchematicdiagramofthedimensionsoftheQ235testspecimen分比。考虑到材料在制作过程对塑性变形的影响，....

图8相对磁导率对二次谐波的影响二频率/MHz

第14期刘素贞等：钢板电磁超声换能机理及塑性损伤的非线性超声检测4671应比垂直磁场大；此外，由于钢板发生塑性变形后会产生反磁致伸缩效应，并导致材料各向异性使磁畴无法自由移动，从而影响材料的电磁特性。因此，在水平磁场下，保持电导率不变、改变相对磁导率来等效模拟塑性变形，并进一步研....

本文编号：4045732