電磁超聲Lamb波與缺陷交互作用及鋁板高精度檢測方法研究.pdf

1、鋁板在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是由于其在生產(chǎn)過程中不可避免的會產(chǎn)生缺陷，必須對其進(jìn)行無損檢測，剔除不合格產(chǎn)品。電磁超聲Lamb波檢測技術(shù)作為近年來無損檢測技術(shù)的研究熱點，其本身具有很好的檢測特性。但是，目前常見的電磁超聲Lamb波檢測設(shè)備并不能實現(xiàn)對諸如直徑為1mm的通孔的小型缺陷的檢測，檢測精度低。此外，目前對于電磁超聲Lamb波傳播特性和與缺陷交互作用的研究，往往選擇頻厚積較低的工作點，缺乏對頻厚積較高時的Lamb波傳播特性以及和

2、與缺陷的交互作用的研究。針對上述問題，本文開展了高頻厚積Lamb波傳播特性以及與缺陷交互作用的研究。
　　針對高頻厚積Lamb波存在三維時域仿真難度大，模型建立較為困難的問題，分析電磁超聲技術(shù)在非鐵磁性材料中激發(fā)出Lamb波的機(jī)理，提出基于ABAQUS軟件的三維有限元時域聲場仿真模型，為分析Lamb波與缺陷交互作用及設(shè)計高精度電磁超聲Lamb波換能器奠定了基礎(chǔ)。
　　針對缺乏高頻厚積電磁超聲Lamb波與缺陷交互作用研究的現(xiàn)狀

3、，分析散射系數(shù)矩陣這一表征超聲導(dǎo)波與缺陷交互作用結(jié)果的方法，建立三維時域聲場仿真模型，分析不同頻厚積的Lamb波對通孔型缺陷和槽型缺陷的交互作用。仿真結(jié)果表明，Lamb波在經(jīng)過通孔型缺陷之后，聲場能量不僅僅分布在聲軸線上，在其他方向上也有較強(qiáng)分布，這一點在高頻厚積情況下尤其明顯。
　　針對目前電磁超聲Lamb波換能器檢測精度低、對缺陷敏感度低的問題，分析了電磁超聲換能器線圈工藝和板中Lamb波的激發(fā)條件，確定電磁超聲Lamb波換能

4、器激發(fā)出Lamb波的波長范圍，并從中選取數(shù)個工作點，利用二維時域仿真和三維時域仿真分析各個工作點在板厚方向上的能量分布及缺陷敏感度，從中選取一個較為合適的工作點，并通過實驗驗證了該工作點對GJB3384中人工缺陷的敏感度。
　　設(shè)計并制作了便攜式電磁超聲Lamb波檢測系統(tǒng)。實驗表明，該系統(tǒng)可以有效檢測出直徑為4mm的通孔型缺陷和深度為0.4mm、寬度為4mm的槽型缺陷，實現(xiàn)了GJB3384的檢測要求。
　　本文研究的電磁超聲