螺旋型电磁超声辐射声场对缺陷检测影响的计算机模拟

电磁超声目前在缺陷探伤应用方面还不能替代压电超声,深入探究其原因并加以改进,对推动电磁超声在缺陷检测方面的应用具有重要意义。利用有限元方法建立了螺旋型电磁超声模型,分析了其辐射声场和声场特征;通过将有限元计算所得到的洛伦兹力分布简化为门函数,并结合格林函数法,得到了螺旋型电磁超声辐射声场的简化解析结果。这些方法可用于计算螺旋型电磁超声辐射声场指向性以及在缺陷检测中比较关心的一些特征参数,如扩散角、偏离角等参数。通过螺旋型电磁超声辐射声场实验,验证了理论分析结果。通过与压电超声检测理论与实验的对比,研究认为:螺旋型电磁超声辐射声场具有横波和纵波等多种波模及多种模态转换的特点,以及相对复杂的异型声场几何分布等复杂特性,使其在缺陷检测应用方面受到局限。这些研究方法对改进电磁超声设计、优化控制电磁超声辐射声场、拓展电磁超声在缺陷检测方面的应用具有参考价值。