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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EMAT15

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EMAT53

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EMAT58

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