电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究
电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
任晓可， 李健， Ren Xiaoke， Li Jian
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072电子测量技术
ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY2008，31(7)0次
参考文献(8条)
1.魏成斌.刘志宏.陈斌 电磁声换能器性能测试研究 1995(11)2.张广纯 电磁声(EMA)检测技术的研究、开发与工程化 1997(2)
3.朱红秀.吴淼.刘卓然 用于钢管缺陷检测的电磁超声传感器优化设计研究[期刊论文]-仪器仪表学报 2006(12)4.李莺莺.靳世久.魏茂安 管道漏磁法检测的ANSYS仿真研究[期刊论文]-无损检测 2005(2)
5.LUDWIG R.YOU Z.PALANISAMY R Numerical simulations of an electromagnetic acoustic transducer-receiver system for NDT applications 1993(3)
6.KALRENBACHER M.LERCH http://www.70edu.comNDES H Computer optimization of electromagnetic acoustic transducers 19987.KALRENBACHER M.ETTINGER K.LERCH R Finite element analysis of coupled electromagnetic acousticsystems 1999(3)
8.JAFARI.SHAPOORADADI R.SINCLAIR A N Improved finite element method for EMAT analysis and design2001(4)
相似文献(9条)
1.会议论文 裴翠祥.陈振茂 电磁超声的数值模拟方法研究 2008
电磁超声无损检测技术由于无需媒介及与被测物体非接触，不但可提高检测效率，而且可将超声无损检测技术的应用扩展到高温、高速和在线检测，其相关课题是当前超声无损检测研究的热点。本文基于电磁超声传感器工作原理，建立了有限元电磁超声无损检测数值分析方法，开发了相应的计算程序，并验证了其有效性。应用开发的电磁超声数值模拟程序，研究了不同激励方式对电磁超声波的影响，得到了相应超声波在均匀各向同性金属介质中的传播过程。该计算方法和程序为实际电磁超声无损检测中缺陷的定量和探头优化提供了手段。
2.学位论文 师蔚 通过式轨道车辆车轮无损检测装置的研究 2005
轨道车辆车轮中的缺陷，特别是车轮踏面裂纹是引发事故的巨大隐患。目前国内对运行中的车辆轮对的检测主要依靠工作人员以耳听、眼看、手摸为主的人工检测，这种检测方式对于车轮踏面细小裂纹不易查出，同时由于停站时间和工作人员数量的限制，不能对每一个车轮进行全面检测，检测结果令人堪忧。随着铁路运行速度的提高，车轮的裂纹、磨损等破坏急剧增加，这种检测手段已经不能满足现代化高速铁路发展的需要，因此研究一种在线的通过式轨道车辆车轮无损检测装置具有重要的现实意义。本文研究的通过式轨道车辆车轮的检测装置是一种采用基于电磁超声技术的检测装置，能够及时快捷地在车辆进站时对每一个通过的车轮踏面进行全面检测。 本文首先研究了轨道车辆车轮踏面缺陷的种类及扩展规律。其次，根据轨道车辆车轮踏面在线无损检测的特点和要求，运用电磁超声的基本理论，设计了电磁超声表面波无损检测装置。该检测装置的设计主要包括电磁超声换能器、系统的整体方案设计及其辅助机械系统设计等。然后，深入研究电磁超声换能过程的数学模型，并借助有限元分析软件对设计出的电磁超声装置中的关键部分一电磁超声换能器部分进行分步仿真，分别对静磁场、涡流场、力分布场、波动场进行仿真，研究出电磁超声换能器中各参数及外部测量参数分别对电磁超声换能器及检测的影响程度，从而进一步优化电磁超声换能器中的设计参数。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。
3.学位论文 雷华明 电磁超声换能器机理研究及其在管道检测中的应用探索 2005
石油天然气的管道输送在国民经济中占有极为重要的战略地位，其基本要求是保证其安全、高效地运行，因而需要定期或不定期地对在役管道进行检测以评价其安全性。工业发达国家均非常重视油气管道检测技术的研究和开发。目前我国在役管道约二万公里，随着我国海上油气资源的开发及“西气东输”工程的投资，管道检测技术的需求将变得越来越迫切。 目前世界各国已研制出漏磁法、超声法、涡流法、电磁超声、X射线等不同原理的管道无损检测器，并配以先进的信号处理和数据存贮系统，可以检测管道壁厚变化、腐蚀坑、裂纹及所承受的应力等，并进行缺陷的大地定位。这些检测方法各有优缺点，适用于不同特点的检测。其中电磁超声技术以其精度高、不需要耦合剂、非接触、适合于高温检测、移动检测和相控阵操作，以及容易激发各种超声波型等优点，正越来越受到人们的关注和重视。其缺点为换能效率低，信号微弱，这是检测中要克服的主要困难之一。 电磁超声换能器(ElectromagneticAcoustic/UltrasonicTransducer,EMAT)的理论基础主要是两种效应，一种是洛伦兹力，另一种是磁致伸缩。当一载有交变激励电流的线圈靠近被测金属表面时，将在金属内感应出涡流，若此时存在一个静态偏置磁场，由于洛伦兹机制将在金属中产生交变的作用力，这种变化的力将激发出超声波。基于磁致伸缩机制的EMAT仅适用铁磁质或磁性材料的检测。同时EMAT为一个可逆的换能器，它可用来接收超声波。 论文在回顾多年来EMAT技术发展和应用，总结前人研究成果的基础上，对EMAT的电-声换能机理进行了探讨，根据EMAT的作用过程，将一个完整的EMAT分为三个关联的场：电磁场、作用力场和超声波场，根据媒质磁化的Ampère模型和系统动量定律，推导了与EMAT有关的电磁场方程和弹性动力学方程式，给出了EMAT系统的动能力表达式，同时还推导了EMAT的电磁和应力边界条件。 论文采用残数加权有限元方法对电动力学方程及弹性动力学方程进行数值求解，仿真了检测试样中脉冲电涡流的分布。同时将这些求解得到的电涡流分布与弹性动力学方程式相耦合，仿真得到了各向同性线性媒质中的瞬态超声波。为了减小编程的复杂度和程序计算时间，文中采用有限元和有限时间步的计算方法求解二维场中电动力学和声学波动方程。在分析仿真结果的基础上讨论了材料特性、结构参数等对EMAT性能影响，研究了考虑源电流分均匀分布的EMAT有限元算法。同时，文中还对磁致伸缩产生超声进行了数学分析，推导了产生Lamb波的与磁致伸缩力有关的磁致伸缩应变系数的计算方法，分析了偏置磁场的幅值及加磁方向对EMAT性能的影响。结果表明，在铁磁
