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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 超声导波成像技术研究现状 3

1.2.1 电磁超声换能器研究现状 3

1.2.2 超声导波层析成像方法研究现状 8

1.2.3 超声导波散射成像方法研究现状 12

第2章 方向性和可控性电磁超声换能器 15

2.1 用于铝板层析成像的全向Lamb波EMAT 15

2.1.1 单匝环形线圈EMAT收发全向Lamb波的完整模型 15

2.1.2 基于COMSOL Multiphysics的EMAT有限元仿真 28

2.1.3 螺旋形线圈EMAT的解析建模与计算 35

2.1.4 回折形线圈EMAT的解析建模与计算 43

2.1.5 全向模态可控Lamb波EMAT 53

2.1.6 实验验证 55

2.2 基于磁致伸缩的钢板SH导波方向可控EMAT 58

2.2.1 铁磁材料的磁化和磁滞伸缩特性 59

2.2.2 基于磁致伸缩机理EMAT的有限元分析方法 61

2.2.3 SH导波EMAT的解析建模和计算 78

2.2.4 钢板SH导波及基于磁致伸缩的EMAT理论基础 81

2.2.5 钢板SH导波方向可控EMAT结构设计 87

2.2.6 钢板SH导波方向可控EMAT性能实验与验证 91

第3章 电磁超声导波检测信号走时提取方法 97

3.1 时域混叠导波检测信号EMD模态识别方法 98

3.1.1 EMD模态识别方法原理 99

3.1.2 EMD模态识别方法实验验证 100

3.2 窄带导波检测信号时频能量密度析出走时提取方法 107

3.2.1 时频能量密度析出走时提取方法原理与步骤 108

3.2.2 时频能量密度析出走时提取方法实验验证 110

3.2.3 时频能量密度析出走时提取方法灵敏度分析 114

3.3 钢板缺陷导波散射检测信号模态识别与走时提取实验验证 119

第4章 电磁超声导波层析成像方法 124

4.1 电磁超声直射线Lamb波跨孔层析成像方法 124

4.1.1 电磁超声直射线Lamb波跨孔层析成像基本原理 124

4.1.2 改进的电磁超声直射线Lamb波跨孔层析成像方法 125

4.1.3 电磁超声多模态直射线Lamb波跨孔层析成像方法 128

4.2 电磁超声弯曲射线Lamb波跨孔层析成像方法 137

4.2.1 基于BI的Lamb波试射RT算法 138

4.2.2 改进的Lamb波试射RT算法 140

4.2.3 基于试射RT的电磁超声弯曲射线Lamb波跨孔层析成像方法 146

第5章 电磁超声导波散射成像方法 152

5.1 定向发射-全向接收磁声阵列导波散射成像方法 152

5.1.1 定向发射-全向接收磁声阵列导波散射成像模型 153

5.1.2 定向发射-全向接收磁声阵列导波散射成像方法步骤 160

5.1.3 钢板规则轮廓缺陷导波散射成像实验验证 162

5.1.4 钢板复杂轮廓缺陷导波散射成像实验验证 166

5.2 全向发射-全向接收磁声阵列结构优化及导波散射成像方法 168

5.2.1 全向发射-全向接收磁声阵列导波散射成像模型 169

5.2.2 全向发射-全向接收磁声阵列导波散射成像方法与步骤 172

5.2.3 全向发射-全向接收磁声阵列结构优化方法 175

5.2.4 钢板规则轮廓缺陷导波散射成像及阵列调整实验验证 178

5.2.5 钢板复杂轮廓缺陷导波散射成像及阵列调整实验验证 182

参考文献 186