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用于检测厚铝板缺陷的体波EMAT优化方法
  • ISSN号:1007-449X
  • 期刊名称:《电机与控制学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG115.28[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨理工大学测控与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150080, [2]哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(11304067)
中文摘要:

针对电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer , EMAT)的换能效率低,易受外界环境噪声影响导致回波信号较小、信噪比较低的问题,提出一种使用正交试验的优化方法进行改进。该方法基于电磁场涡流效应、质点弹性动力学的波动方程及有限元法,建立了一个检测厚铝板单平底孔缺陷、收发一体的体波EMAT二维有限元模型。该模型应用正交试验和极差分析法,通过对比不同结构下的缺陷回波电压信号强弱程度,分析磁铁和线圈的结构参数对其的影响,获得了优化的模型结构参数值。同时,得出在本结构下磁铁与线圈的最佳宽度比。通过实验验证了优化结果的有效性,缺陷回波电压峰一峰值的实验与仿真结果相符。

英文摘要:

Aiming at the problem that the transduction efficiency of electromagnetic acoustic transducers (EMATs) is relatively poor, easily affected by the noise of external environment, which result in small echo signal and low SNR, an optimization method using orthogonal test was introduced. According to the theory of electromagnetics eddy current effect, particle elastodynamics wave equation, and finite element method, a two-dimensional finite element model was established for the bulk wave EMATs in the pulse- echo arrangement, operating on the thick aluminum plate with a single fiat-bottom hole. The orthogonal test and extreme difference analysis were applied to consider the parameters of the magnet and coil , which impact on defect echo signal voltage value in different construct, and the optimized model parameters were obtained. Meanwhile, the optimal ratio of magnet width and coil width is gained in this structure. The optimized result validity is verified by the experimental results. It is shown that the experimental peak-peak value of defect reflected waves are in good agreement with simulation.

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期刊信息
  • 《电机与控制学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:黑龙江教育厅
  • 主办单位:哈尔滨理工大学
  • 主编:戈宝军
  • 地址:哈尔滨市南岗区学府路52号
  • 邮编:150080
  • 邮箱:djkz-emc@188.com
  • 电话:0451-86396392
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-449X
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1408/TM
  • 邮发代号:14-46
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10904