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1、分類號：TB55密級：公開UDC：621.3編號：201421401060河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文電磁超聲Lamb波檢測特性研究論文作者：張嚴(yán)偉學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：電氣工程指導(dǎo)教師：劉素貞職稱：教授資助基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金（E2016202260）天津市自然科學(xué)基金（16JCYBJC19000）ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONCHARACTERISTICSOFELECTROMAGNETICULT
2、RASONICLAMBWAVETESTINGbyZhangYanweiSupervisor:Prof.LiuSuzhenDecember2016ThisworkwassupportedbytheHebeiProvincialNaturalScienceFoundation(E2016202260)andtheTianjinNaturalScienceFoundationofChina(16JCYBJC19000).摘要電磁超聲Lamb波檢測技術(shù)結(jié)合了電磁超聲技術(shù)和導(dǎo)波檢測技術(shù)，具有非接觸、檢測效率高、靈活便捷等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)Υ笮蜆?gòu)件進(jìn)行快速檢測，在無損檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
3、但是，電磁超聲Lamb波檢測中仍存在一些不足，如EMAT在非鐵磁材料中換能效率低，接收信號信噪比不高，Lamb波的頻散性、多模態(tài)特性使接收信號雜亂，缺陷識別困難及常規(guī)檢測方式對早期微缺陷不敏感等。因此，本文開展了基于電磁超聲Lamb波檢測特性的研究。1）針對非鐵磁材料中EMAT激發(fā)Lamb效率低的問題，通過對現(xiàn)有永磁體磁路的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了新形式的永磁體結(jié)構(gòu)，提高了非鐵磁材料中靜態(tài)偏置磁場的強(qiáng)度，進(jìn)而增加了EMAT的換能效率。2）根據(jù)低頻段S0模態(tài)和A0模態(tài)Lamb波的波結(jié)構(gòu)及EMAT激發(fā)的特點(diǎn)，通過對EMAT加載方式的選擇實(shí)現(xiàn)了對激發(fā)Lamb波模態(tài)的控制，增加了對應(yīng)模態(tài)Lamb波
4、的激發(fā)效率，并且提高了對非主模態(tài)Lamb波的抑制效果。3）針對Lamb波在傳播過程中多模態(tài)的出現(xiàn)會(huì)影響缺陷的檢測及識別，提出了雙EMAT激發(fā)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生單模態(tài)Lamb波的方法。4）搭建了電磁超聲Lamb波實(shí)驗(yàn)平臺，對本文提出的磁路結(jié)構(gòu)、Lamb波模態(tài)控制方法及雙換能器激發(fā)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。針對常規(guī)超聲檢測對早期微小缺陷不敏感的問題，結(jié)合非線性超聲檢測技術(shù)，對電磁超聲Lamb波非線性檢測特性進(jìn)行了探索性研究，并以閉合裂紋缺陷為例，仿真分析了不同模態(tài)Lamb波與閉合裂紋相互作用的過程，研究了裂紋參數(shù)對二次諧波幅值的影響，并通過高次諧波幅值的變化，對閉合裂紋損傷情況進(jìn)行量化分析。關(guān)鍵詞
5、：電磁超聲Lamb波模態(tài)控制單模態(tài)非線性IABSTRACTElectromagneticultrasonicLambwavedetectingcombinesthecharacteristicsofelectromagneticultrasonictestingandguidedwavestesting,whichhasabetterapplicationprospect,duetoitsobviousadvantages,suchasnocontact,detectingefficientandexcitingconvenientet.al.However,thereares
6、tillsomeshortcomingsintheelectromagneticultrasonicLambwavetesting.Forexample,itisdifficulttoanalysisandtointerprettheechosignalsbecauseofitsmulti-modesanddispersion,andthelowertransducingefficiencyofelectromagneticultrasonictransducermakestheexcitationsignalisweakrelatively,whichreducesdetec
7、tionefficiencyofLambwavesinlargecomponenttesting.Besides,theconventionallinearultrasonictestingtechnologyisnotsensitivetothemicroscopicdefectsinmaterialsorstructures.So,inordertosolvetheaboveproblems,thecharacteristicsofelectromagneticultrasonicLam
