Математичне моделювання процесу реєстрації ультразвукових хвиль в сталевому металопрокаті перетворювачем електромагні- тного типу. Частина 1
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглянуто принцип і метод розрахунку ультразвукових перетворювачів
електромагнітного типу (ЕМАП) в режимі прийому пружних хвиль для неруйнівного контролю поверхні сталевого металопрокату. Знайдено аналітичні вирази для електромагнітного способу реєстрації ультразвукових хвиль у феромагнітних металах, використовуючи теорему про наведений магнітний потік.
Дана оцінка впливу розмірів електричного контуру приймача змінного магнітного поля на ефективність прийому пружних хвиль електромагнітним способом. Проаналізовано залежність частотної характеристики котушки приймача від товщини вкладання витків. Всі отримані рішення дозволять виключити вплив ЕМАП на формування остаточного результа- ту виявлення дефекту на поверхні металопрокату, тобто виключити систематичні похибки, що вносяться вимірювачем.
Бібл.32, рис. 3.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Посилання
Kawashima K. Quantitative calculation and measurement of longitudinal and transverse ultrasonic wave pulses in solid // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. – 1984. – 31 – № 2. – P. 83 – 94.
Kwun H., Bartels. K. A. Experimental observation of elastic–wave dispersion in bounded solids of various configurations // J. Acoust. Soc. Amer. – 1996. – v.99. – P. 962 – 968.
Ludwig R., Dai X. W. Numerical and analytical modeling of pulsed eddy currents in a conducting half–space // IEEE Transactions on Magnetics. – 1990. – 26 – № 1 – P. 299 – 307.
Ludwig R., Dai. X. W. Numerical simulation of electromagnetic acoustic transducer in the time domain // Journal of Applied Physics. – 1991. – v. 69. – P. 89 – 98.
Ludwig R., Moore D., Lord. W. A comparative study of analytical and numerical transient force excitations on an elastic half–space // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. – 1989. – 36. – № 3. – P. 342 – 350.
Ludwig R., You Z., Palanisamy R. Numerical simulations of an electromagnetic acoustic transducer–receiver system for ndt applications // IEEE Transactions on Magnetics. – 1993. – 29 – № 3 – P. 2081 – 2089.
Ludwig. R. Numerical implementation and model predictions of a unified conservation law description of the electromagnetic acoustic transduction process // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. – 1992. – 39. – № 4. – P. 481 – 488.
Mallinson J. Magnetometer Coils and Reciprocity. // J. Appl. Phys. – 1966. – 37. – №6. – P. 2514 – 2515.
McNab A., Richter J. Electromagnetic fields reciprocity applied to the excitation and detection of elastic waves in an electromagnetic cavity resonator // J. Acoust. Soc. Amer. – 1979. – 66. – №6. – P. 1593 – 1600.
Ogi H. Field dependence of coupling efficiency between electromagnetic field and ultrasonic bulk waves // Journal of Applied Physics. – 1997. – v.82. – P. 3940 – 3949.
Beytmen G., Erdelyi А. Higher transcendental functions. Bessel functions, parabolic cylinder functions, orthogonal polynomials. – Moscow: Nauka, 1974. – 296. (Rus)
Boyko M. S, Gurevich S. Y, Umanets V. N. EMA transducer for receiving ultrasonic // Defectoscopy. – 1989. – № 5. – P. 90 – 91. (Rus)
Budenkov G. A, Gurevich S. Yu. Present state of non-contact methods and means of ultrasonic testing (review) // Defectoscopy. – 1981. – № 5. – P. 5–23. (Rus)
Budenkov G. A, Gurevich S. Yu, Kaunov A. D, Akimov A. V. Setting for automated non-contact ultrasonic metal-rolling quality control // Defectoscopy. – 1983. – № 6. – P. 72 –77. (Rus)
Vlasov K. B. Some of elasticity theory problems of ferromagnetic (magnetostrictive) media // Tidings USSR. Ser. physical. – 1957. – T. 21. – № 8. – P. 1140–1148. (Rus)
Glukhov N. A, Kolmogorov V. N. Determination of the optimal parameters of the electromagnetic acoustic transducers to control of ferromagnetic sheets // Defectoscopy. – 1973. – № 1. – P. 74 – 81.
Greenberg G. A. Selected problems of mathematical theory of electric and magnetic phenomena. – M. – L.: Ed. AS. USSR. – 1948. – 727 p. (Rus)
Dukhanin A. M, Brazhnikov N. I, Casoev V. G. Development of EMA-methods and means of control (according to foreign patent products and publications) // Defectoscopy. – 1974. – № 2. – P. 70 – 73. (Rus)
Ilyin I. V Kharitonov A. V. To the theory of EMA method for reception Rayleigh waves for ferro- and ferrimagnetic materials // Defectoscopy. – 1980. – № 7. – P. 86 – 93. (Rus)
Komarov V. A. Magnetostrictive electromagnetic-acoustic conversion in the normal polarizing field // Defectoscopy. – 2004. – № 3. – P. 43 – 55. (Rus)
Kosheleva E. M, Pavlenko O. G. Application of the theorem of the induced current to calculate the complex transfer delay line coefficient on acoustic surface waves // Technology and Electronics. – 1977. – 22. – № 11. – P. 2291 – 2298. (Rus)
Koshlyakov N. S, Gleaner E. B Smirnov M. M. Partial differential equations of mathematical physics. – M.: High School, 1970. – 710 p. (Rus)
Non-destructive control: Ref.: In 7 vol. Ed. V. V Klyuyev. V.3: Ultrasonic testing / I. N Yermolov, Y. V Lange. – Mashinostroenie, 2004. – 864 p. (Rus)
Petrishchev O. N. Mathematical modeling of electromagnetic type transducers in the receiving mode of ultrasonic waves in metals // Acoust. herald – 2005. – T.8. – № 3. – P. 50 – 59. (Rus)
Reference book of mathematical functions and formulas, graphs, and mathematical tables / Ed. M. Abramowitz and I. Steagan. – Moscow: Nauka, 1979. – 832 p(Rus)
Suchkov G. M, Globa S. N. EMA flaw detection of materials and products (Review) // Herald of NTU "KPI". – 2009. – № 14. – P. 57 – 71.(Ukr)
Suchkov G. M., Donchenko A. V. Real sensitivity EMA devices // Defectoscopy. – 2007. – № 6. – P.
Suchkov G. M., Katasonov Yu. A., Garkavy V. V. Experimental study of EMAT transducers sensitivity for echo-method inspection by shear volume waves // Defectoscopy. – 2000. – № 2. – P. 12 – 17. (Rus)
Tamm I. E. Fundamentals of the theory of electricity. – M: Nauka, 1976. – 616 p. (Rus)
Shubaev S. N., Shkarlet Yu. M. General regularities of electromagnetic reception of Rayleigh and Lamb waves // Defectoscopy. – 1972. – № 5. – P. 63 – 72. (Rus)
Shubaev S. N., Shkarlet Yu. M. Variable fields arising in the electromagnetic method of reception of Rayleigh and Lamb waves // Defectoscopy. – 1972. – № 6. – P. 62 – 78. (Rus)
Shubaev S. N., Shkarlet Yu. M. Calculation of the sensors used in the electromagnetic reception method of Rayleigh and Lamb waves // Defectoscopy. – 1973. – № 1. – P. 81 – 89. (Rus)
