電磁激勵下金屬板裂紋缺陷的高頻響應機制研究.pdf

1、開展高質量、新型無損檢測技術的探索工作對提高金屬構件的缺陷檢測效率、保證設備健康穩(wěn)定運行有很強的實際意義。其中電磁應力波檢測技術因具有無需耦合劑、極端環(huán)境適應性強、檢測效率高等優(yōu)勢，受到了廣泛的關注。然而，在電磁應力波檢測技術中，除線性電磁超聲檢測有較多的研究之外，而有關電磁聲發(fā)射檢測和非線性電磁超聲檢測的研究卻較少，有些關鍵問題尚不清楚，從而限制了該技術的推廣應用。本文進行了用于鋁合金裂紋的電磁應力波檢測技術的研究，提出了基于線性電磁

2、超聲、電磁聲發(fā)射、非線性電磁超聲檢測方法對不同尺度裂紋的檢測方案，旨在為該技術的工程應用和推廣奠定理論基礎。本文主要研究工作如下：
　　(1)電磁超聲對宏觀裂紋檢測問題的研究：在電磁超聲原理基礎上，將超聲點源解析與電磁-結構完整換能過程的有限元仿真相聯(lián)立，而后對參數(shù)化電磁超聲換能器體波特征進行分析，進而分析超聲體波對體內孔洞缺陷的探測、超聲表面波對表面開口裂紋檢測的能力。研究結果表明，電磁超聲體波、表面波對于宏觀裂紋的尺寸、位置、

3、數(shù)量等特征均具有很好的檢測效果。
　　(2)對于電磁聲發(fā)射的理論研究：本文從位錯動力學及自由電子理論兩個方面研究了電磁載荷產生聲發(fā)射效應問題，構建了電磁加載聲發(fā)射能量釋放理論公式。對電磁聲發(fā)射參數(shù)與電磁載荷之間的關系進行了研究，利用希爾伯特-黃變換方法處理電磁聲發(fā)射信號特性。研究結果表明，電磁聲發(fā)射的產生是漂移電子與位錯之間的能量交換并推動位錯運動的結果。
　　(3)電磁聲發(fā)射與電磁超聲復合檢測的研究：本文提出了電磁超聲-電

4、磁聲發(fā)射復合檢測方案，設計了相應的復合線圈、換能器靜磁場和阻抗匹配，并分析了電磁超聲-電磁聲發(fā)射復合檢測效率，實現(xiàn)了復合檢測中兩種檢測方法的優(yōu)勢互補。研究結果表明，復合檢測中電磁聲發(fā)射模式可實現(xiàn)長距離聲發(fā)射信號特征的傳輸。
　　(4)非線性電磁超聲檢測方法研究：本文通過將非線性超聲與電磁超聲技術相結合，克服傳統(tǒng)超聲對微細裂紋以及金屬構件早期塑性變形檢測困難的問題。分析斜入射超聲波與微細裂紋非線性效應作用情況，利用仿真、實驗對微細裂