隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,鐵磁性材料由于具備良好的使用性能廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,因此需要尋找合適的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)材料的機(jī)械特性進(jìn)行及時(shí)有效地檢測(cè)。電磁超聲檢測(cè)技術(shù)由于其檢測(cè)原理和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可通過(guò)超聲波信號(hào)對(duì)被測(cè)鐵磁性材料的內(nèi)部微觀(guān)結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。本文主要基于電磁超聲換能器對(duì)鐵磁性材料機(jī)械特性參數(shù)的檢測(cè)進(jìn)行研究,主要開(kāi)展的工作包括:（1）研究了電磁超聲的工作機(jī)理,分別對(duì)基于洛倫茲力和磁致伸縮效應(yīng)機(jī)理產(chǎn)生電磁超聲的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行分析,推導(dǎo)了換能過(guò)程中涉及的電磁場(chǎng)、力場(chǎng)和位移場(chǎng)的物理方程。對(duì)鐵磁性材料的磁化機(jī)制及磁致伸縮效應(yīng)進(jìn)行具體分析,為電磁超聲的實(shí)驗(yàn)研究提供了理論依據(jù)。（2）基于電磁超聲的產(chǎn)生機(jī)理設(shè)計(jì)了對(duì)材料機(jī)械特性檢測(cè)的電磁超聲系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)電磁超聲換能器探頭的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,提高了探頭的能量轉(zhuǎn)換效率;設(shè)計(jì)了電磁超聲發(fā)射模塊和接收模塊,實(shí)現(xiàn)了電磁超聲波在試件內(nèi)的激發(fā)和接收。（3）基于磁致伸縮效應(yīng)的電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鐵磁性材料進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)實(shí)驗(yàn)中采集的接收端超聲信號(hào)幅值與發(fā)射端磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)反映被測(cè)材料的磁致伸縮特性,提取了曲線(xiàn)中的特征值作為后續(xù)分析的磁致伸縮特征參數(shù)。（4）... 

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 鐵磁性材料的機(jī)械特性檢測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 電磁超聲換能器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究工作
第二章 電磁超聲檢測(cè)技術(shù)理論研究
    2.1 電磁超聲換能器的換能機(jī)理
    2.2 電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)
    2.3 力場(chǎng)與位移場(chǎng)理論基礎(chǔ)
        2.3.1 非鐵磁性材料的洛倫茲力
        2.3.2 鐵磁性材料的磁致伸縮力
        2.3.3 電磁超聲檢測(cè)位移場(chǎng)方程
    2.4 超聲信號(hào)接收方程
    2.5 基于磁致伸縮機(jī)理的EMAT檢測(cè)原理
        2.5.1 基于磁致伸縮效應(yīng)的EMAT檢測(cè)模型
        2.5.2 鐵磁性材料機(jī)械特性檢測(cè)原理
        2.5.3 基于磁致伸縮效應(yīng)的EMAT信號(hào)與磁致伸縮曲線(xiàn)的關(guān)系
    2.6 本章小結(jié)
第三章 電磁超聲換能器的探頭設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    3.1 前言
    3.2 COMSOL Multiphysics有限元建模與分析
        3.2.1 COMSOL Multiphysics有限元分析理論
        3.2.2 COMSOL Multiphysics有限元仿真步驟
    3.3 電磁超聲換能器的設(shè)計(jì)
        3.3.1 偏置磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)
        3.3.2 高頻線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    3.4 EMAT探頭參數(shù)仿真優(yōu)化
        3.4.1 EMAT模型的建立
        3.4.2 偏置磁場(chǎng)的仿真分析
        3.4.3 線(xiàn)圈參數(shù)的仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 前言
    4.2 電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)射電路
        4.2.1 信號(hào)發(fā)生模塊
        4.2.2 全橋逆變電路
        4.2.3 MOSFET隔離驅(qū)動(dòng)模塊
    4.3 電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)接收電路
        4.3.1 接收電路總體設(shè)計(jì)方案
        4.3.2 阻抗匹配電路
        4.3.3 放大濾波電路
    4.4 電磁超聲信號(hào)處理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 鐵磁性材料實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果分析
    5.1 前言
    5.2 電磁超聲實(shí)驗(yàn)研究與分析
        5.2.1 電磁超聲換能器的發(fā)射與接收實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 探頭的提離距離對(duì)超聲信號(hào)的影響分析實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 發(fā)射探頭與接收探頭距離對(duì)超聲信號(hào)的影響分析實(shí)驗(yàn)
    5.3 鐵磁性材料機(jī)械特性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 試件制備
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和重復(fù)性驗(yàn)證
        5.3.3 機(jī)械特性參數(shù)與電磁超聲磁致伸縮特征參數(shù)的關(guān)系
        5.3.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械特性參數(shù)定量估計(jì)的建模思路
        5.3.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.6 基于粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        5.3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]管道磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)機(jī)理及傳播特性研究[D]. 龍盛蓉.南昌大學(xué) 2014

碩士論文
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本文編號(hào)：3676943