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板状结构是工业上最常用的结构形式之一,但这类结构经常会因为腐蚀和疲劳裂纹造成重大安全事故,对其进行结构健康监测具有重要意义。本文以板状结构的在线健康监测为目标,基于磁致伸缩超声导波检测技术,深入研究了水平剪切波(SH波)无损检测方法,针对目前已存在的换能器的缺陷,设计了一种应用于板状结构在线健康监测的SH波换能器。本文主要研究内容有: (1)基于波动理论,研究无限大板中超声导波的传播特性。通过计算频散曲线对板中各模态导波的频散、传播特性等分析,结合ABAQUS/CAE软件仿真选取频散较弱,模态单一的SH导波模态类型和频率范围。 (2)基于磁致伸缩效应的SH波换能器研制。基于惠更斯原理,建立SH波磁致伸缩换能器声场空间分布模型,研究换能器结构参数对其磁场和声场分布的影响,实现换能器结构参数的优化设计。 (3)钢板SH波无损检测实验研究。在实验室条件下,利用SH波磁致伸缩换能器进行了不同条件下钢板无损检测实验。研究了磁化方式、磁化次数、激励频率以及线圈不同结构参数对换能器激励声场的影响。在此基础上,进行了换能器对钢板各类型缺陷的检测能力的研究,并与前文的仿真结果进行了对比,得到相关结论及改进建议。