陣列式稀土超磁致伸縮換能器的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,聲波無損檢測技術(shù)在工程中的應(yīng)用越來越廣泛,已經(jīng)成為確保工程質(zhì)量的重要手段,如橋梁、大壩和隧道等的檢測。稀土超磁致伸縮換能器因其聲波發(fā)射功率高、能量大、頻帶寬、余震小和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)而被選作大型工程質(zhì)量檢測中的理想震源。
　　本論文首先對聲波無損檢測技術(shù)、磁致伸縮材料、稀土超磁致伸縮換能器以及用于稀土超磁致伸縮換能器設(shè)計(jì)的電磁場法和壓電-壓磁類比法理論進(jìn)行了論述,然后對單Terfenol-D棒、雙Terfenol-D

2、棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器內(nèi)部磁場和輸出位移動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了模擬研究,最后對單Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果如下:
　　(1)對單Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器內(nèi)部磁場和輸出位移動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)線圈高于Terfenol-D棒時(shí)Terfenol-D棒上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于線圈與Terfenol-D棒等高狀態(tài),

3、但軸向磁場均勻性變差。閉磁路狀態(tài)下Terfenol-D棒上的磁感應(yīng)強(qiáng)度比開磁路狀態(tài)大,且軸向磁場均勻性較好。激勵(lì)電流脈沖寬度對換能器輸出位移大小起決定性作用,且換能器輸出位移余震伴隨著激勵(lì)電流脈沖寬度的增加呈現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢。
　　(2)對雙Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器內(nèi)部磁場和輸出位移動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果表明雙Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器內(nèi)部磁場隨時(shí)間的變化

4、趨勢與外加激勵(lì)電流變化趨勢相同,換能器輸出位移余震伴隨著激勵(lì)電流脈沖寬度的增加呈現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢。相同激勵(lì)電流下雙Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器輸出位移大于三Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器。
　　(3)用實(shí)驗(yàn)的方法對單Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器的主頻、延遲時(shí)間和發(fā)射聲波能量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明單Terfenol-D棒稀土超磁致伸縮換能器的主頻和延遲時(shí)間均大