仪器仪表学报

作者：刘博涵，陈宗泽，于建新，余旭东，邓明晰

单位：刘博涵,1. 北京航空航天大学宇航学院，4. 北京航空航天大学沈元学院,,陈宗泽,1. 北京航空航天大学宇航学院,,于建新,1. 北京航空航天大学宇航学院， 2. 中国航天科技集团运载火箭技术研究院,,余旭东,1. 北京航空航天大学宇航学院,,邓明晰,3. 重庆大学航空航天学院,

关键词：SH型导波;电磁超声换能器;洛伦兹力;高指向性

基金：国家自然科学基金项目(12134002,12374429, 12004026)、中国科协青年人才托举工程项目(2020QNRC002)、北航沈元学院卓越研究基金项目(230123205)资助

采用传统压电换能器在板类结构中激励SH型导波时常出现波束指向性不佳以及随同激励Lamb波侧向反射干扰,影响缺陷检测定位的效率和精度。本文通过基于洛伦兹力的电磁超声换能器(EMAT)的设计与激励研究,提出一种可在板类焊接接头特征结构中产生高指向性超声特征导波(FGW)的激励方法。研究采用周期性永磁体及回折线圈制备电磁超声换能器,通过多物理场频域/时域有限元数值方法分析了板类水平剪切型导波的传播特性和远场波束指向性,并加以实验验证。结果表明所提出的激励方法能够在4mm板厚铝制搅拌摩擦焊焊缝中有效激发出中心频率为440kHz的水平剪切(SH)型特征导波,具有较高的导波模式纯度以及局域于焊缝传播的声能陷效应。相较于压电方式激励SH型焊缝导波,有效抑制了侧向Lamb波的产生,为焊缝特征导波的远距离传播及缺陷检测提供支撑。

来源：2024年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2024年第12期