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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：蔡瑞, 李勇, 刘天浩, 裴翠祥, 陈振茂
单位：1. 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室 西安 710049;2. 陕西省无损检测与结构完整性评价工程技术研究中心 西安 710049
关键词：金属小径管,电磁超声导波检测,混合仿真方法,超声导波模态,损伤检测和定位；
基金：国家自然科学基金（51777149，11927801）、国家重点研发（2017YFF0209703）和中央高校基本科研业务费专项资金（XJJ2018027）资助项目。
金属小径管广泛应用于航空航天、化工等工程领域关键结构中，对其进行定期无损检测至关重要。作为一种先进电磁无损检测方法，电磁超声导波检测在金属小径管损伤定量评估中具有优势。目前，金属管道缺陷电磁超声导波检测的仿真主要采用有限元等数值模拟方法，涉及电磁场和结构场计算。然而，电磁超声导波检测通常采用激励电流的频率为几百千赫兹，在管道中激发的涡流趋肤深度极小，导致仿真需大量网格进行求解域剖分以确保仿真精度，检测信号计算时间较长。鉴于此，提出一种集成解析法和有限元法的金属小径管缺陷电磁超声导波检测混合仿真方法，采用解析法求解电磁场相关场量，将所求洛伦兹力导入有限元仿真中求解结构场，实现电磁场量和结构场量的快速计算，高效求取检测信号，对金属小径管缺陷定位时，精度高达约98%。在通过全有限元仿真验证所提混合仿真方法正确性的基础上，结合系列仿真和试验研究，对所提导波换能器激发的超声导波模态进行了识别，对该换能器在金属小径管损伤检测和定位方面进行了可行性验证。
来源：2020年第10期
《机械工程学报》期刊编辑部
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