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用电磁声谐振方法评价金属板材损伤的实验研究
发布时间:2011-9-5   浏览次数:3196次

 

用电磁声谐振方法评价金属板材损伤的实验研究

邓明晰

(后勤工程学院,重庆,401331)

 要:在简要分析电磁声谐振(EMAR)方法基本实验原理的基础上,借助于Ritec SNAP 5000超声测量系统,用EMAR方法分别测量了若干金属板材的横波谐振频谱。实验结果表明,采用EMAR方法无损评价金属板材损伤具有可行性。

关键词:电磁声谐振;谐振频谱;金属板;损伤

中图分类号:O 0422.6            文献标识码A

Experimental Study of Evaluation of Damage in Metallic Plates Using Electromagnetic Acoustic Resonance Technique

DENG Ming-xi

(Logistics Engineering University, Chongqing 401331, China)

Abstract: The principle of the electromagnetic acoustic resonance (EMAR) technique has been briefly analyzed in this paper. Based on the Ritec SNAP 5000 ultrasonic measurement system, the shear wave EMAR spectra of some metalic plates have been measured. The experimental results indicate that it is feasible to nondestructively evaluate damage in metalic plates with the EMAR technique.

Key words: electromagnetic acoustic resonance (EMAR), resonant spectrum, metalic plates, damage

1引 [1]

在实际工程领域中广泛应用到金属板构件,各种形式的载荷作用将使其力学性能发生退化,准确无损评价金属板材的损伤情况,对确保其使用安全性和可靠性具有非常重要的实际意义。至今为止,超声兰姆波和声发射等技术已用于板材损伤的无损评价。但从实际使用效果来看,仍需发展一种不受界面声耦合条件限制、测量方法相对简便且测量快捷准确的金属板材损伤的无损评价方法;电磁声谐振(EMAR)方法可以满足上述要求[1,2]

EMAR是通过电磁声换能器(EMAT)在金属板内部激励和接收适当的超声波模式,进而获得超声波在金属板中的谐振频谱。采用EMAT的主要优点是非接触;更为重要的是,采用EMAR方法所获得的谐振频谱完全排除了传统方法中压电换能器和声耦合层对谐振频谱的影响,所得的(自由)谐振频谱仅取决于金属板结构的力学性质。此外,因超声波能量不会透入EMAT,只能在金属板内部来回反射,因此,与用压电换能器测量谐振频谱的传统方法相比,EMAT可接收到数目更多的反射超声时域脉冲信号;即使EMAT的转换效率较低,但采用一发一收方式接收处于谐振状态的多个反射超声时域脉冲信号,仍可得到非常明显的谐振频谱。

已有的研究结果表明,EMAR方法能够较好地感知材料微观结构的变化[1,2]。本文在简述EMAR基本实验原理的基础上,采用一对横波EMAT,借助于Ritec SNAP 5000超声测量系统[3],用EMAR方法分别测量了若干金属板材的横波谐振频谱曲线。实验结果表明,EMAR方法可较敏感地反映出金属板材的损伤情况,且具有操作过程简便、可在线测量和测量一致性好等特点。

 

 

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