電磁激勵(lì)下金屬板裂紋缺陷的高頻響應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、開(kāi)展高質(zhì)量、新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的探索工作對(duì)提高金屬構(gòu)件的缺陷檢測(cè)效率、保證設(shè)備健康穩(wěn)定運(yùn)行有很強(qiáng)的實(shí)際意義。其中電磁應(yīng)力波檢測(cè)技術(shù)因具有無(wú)需耦合劑、極端環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)效率高等優(yōu)勢(shì)，受到了廣泛的關(guān)注。然而，在電磁應(yīng)力波檢測(cè)技術(shù)中，除線(xiàn)性電磁超聲檢測(cè)有較多的研究之外，而有關(guān)電磁聲發(fā)射檢測(cè)和非線(xiàn)性電磁超聲檢測(cè)的研究卻較少，有些關(guān)鍵問(wèn)題尚不清楚，從而限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文進(jìn)行了用于鋁合金裂紋的電磁應(yīng)力波檢測(cè)技術(shù)的研究，提出了基于線(xiàn)性電磁

2、超聲、電磁聲發(fā)射、非線(xiàn)性電磁超聲檢測(cè)方法對(duì)不同尺度裂紋的檢測(cè)方案，旨在為該技術(shù)的工程應(yīng)用和推廣奠定理論基礎(chǔ)。本文主要研究工作如下：
　　(1)電磁超聲對(duì)宏觀裂紋檢測(cè)問(wèn)題的研究：在電磁超聲原理基礎(chǔ)上，將超聲點(diǎn)源解析與電磁-結(jié)構(gòu)完整換能過(guò)程的有限元仿真相聯(lián)立，而后對(duì)參數(shù)化電磁超聲換能器體波特征進(jìn)行分析，進(jìn)而分析超聲體波對(duì)體內(nèi)孔洞缺陷的探測(cè)、超聲表面波對(duì)表面開(kāi)口裂紋檢測(cè)的能力。研究結(jié)果表明，電磁超聲體波、表面波對(duì)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(cè)效果。
　　(2)對(duì)于電磁聲發(fā)射的理論研究：本文從位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)及自由電子理論兩個(gè)方面研究了電磁載荷產(chǎn)生聲發(fā)射效應(yīng)問(wèn)題，構(gòu)建了電磁加載聲發(fā)射能量釋放理論公式。對(duì)電磁聲發(fā)射參數(shù)與電磁載荷之間的關(guān)系進(jìn)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(hào)特性。研究結(jié)果表明，電磁聲發(fā)射的產(chǎn)生是漂移電子與位錯(cuò)之間的能量交換并推動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。
　　(3)電磁聲發(fā)射與電磁超聲復(fù)合檢測(cè)的研究：本文提出了電磁超聲-電

4、磁聲發(fā)射復(fù)合檢測(cè)方案，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的復(fù)合線(xiàn)圈、換能器靜磁場(chǎng)和阻抗匹配，并分析了電磁超聲-電磁聲發(fā)射復(fù)合檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合檢測(cè)中兩種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。研究結(jié)果表明，復(fù)合檢測(cè)中電磁聲發(fā)射模式可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離聲發(fā)射信號(hào)特征的傳輸。
　　(4)非線(xiàn)性電磁超聲檢測(cè)方法研究：本文通過(guò)將非線(xiàn)性超聲與電磁超聲技術(shù)相結(jié)合，克服傳統(tǒng)超聲對(duì)微細(xì)裂紋以及金屬構(gòu)件早期塑性變形檢測(cè)困難的問(wèn)題。分析斜入射超聲波與微細(xì)裂紋非線(xiàn)性效應(yīng)作用情況，利用仿真、實(shí)驗(yàn)對(duì)微細(xì)裂