基于电磁超声Lamb波模态选择研究

发布时间：2023-10-02 01:55

　　随着工业的蓬勃发展,铝及其合金凭借其密度低、耐腐蚀、强度和机械性能好、易加工等优点,使得其在工业生产中的应用范围越来越广泛。这些产品随着使用时间的增加和制造初期的疏忽,其结构会产生变化和损伤,因此需要对金属薄板进行无损检测。电磁超声传感器检测技术是一种较新型的超声检测方法,与传统的压电超声相比,电磁超声传感器技术具有非接触性、无需耦合剂等优点,目前被广泛地应用在薄板缺陷的检测。本文对电磁超声Lamb波的多模态特性及Lamb波与缺陷交互作用而发生模态转换现象进行了研究,利用ANSYS仿真方法,研究了激发单一S0模态和A0模态从而消除多模态特性对铝板检测的影响,在此基础上,通过激发单一的Lamb波与缺陷相互作用,进一步分析影响模态转换的因素。本文通过ANSYS有限元仿真分析,研究在低频厚积时只存在A0和S0的情况下电磁超声换能器的单一模态的激励方法,通过分别在铝板的上下表面施加特定组合的洛伦兹力来激励单一的Lamb波模态。研究结果表明:通过控制铝板上下表面的洛伦兹力施加,可以产生所需要的单一模态。在铝板上下表面分别施加同向的面内洛伦兹力或反向的面外洛伦兹力可以激励出单一的S0模态,且施加同...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及目的
    1.2 电磁超声Lamb波国内外研究现状
        1.2.1 电磁超声Lamb波特性研究现状
        1.2.2 电磁超声Lamb波与缺陷作用的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 电磁超声Lamb波的基本理论
    2.1 电磁超声Lamb波的概述
    2.2 Lamb波的相速度与群速度
    2.3 Lamb波频散方程的求解
第三章 电磁超声Lamb波的单一模态激励研究
    3.1 引言
    3.2 EMAT的有限元分析
        3.2.1 有限元分析软件—ANSYS
        3.2.2 EMAT电磁场的有限元模型建立
        3.2.3 EMAT声场的有限元模型建立
    3.3 Lamb波的多模态特性
    3.4 Lamb波的单一模态激励
    3.5 本章小结
第四章 电磁超声Lamb波模态转换研究
    4.1 引言
    4.2 单一S0模态与不同形状缺陷作用时的模态转换
        4.2.1 单一S0与不同形状缺陷相互作用时的仿真
        4.2.2 仿真结果及分析
    4.3 单一A0或S0模态与板厚方向不同位置长方体缺陷作用时的模态转换
        4.3.1 单一A0或S0模态与位于板厚方向不同位置的缺陷相互作用时的仿真
        4.3.2 仿真结果及分析
    4.4 单一A0或S0模态与不同深度缺陷作用时的模态转换
        4.4.1 单一A0或S0模态与不同深度缺陷作用时的仿真
        4.4.2 仿真结果及分析
    4.5 单一S0模态与夹角不同的反射面和透射面的模态转换
        4.5.1 单一A0或S0模态与不同夹角缺陷作用时的仿真
        4.5.2 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
研究生期间发表论文
致谢



本文编号：3849867