基于磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的试验研究.pdfVIP

学兔兔 第 46卷第 6期 机 械 工 程 学 报 VO1．46 NO．6 2010年 3月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Mar． 20l0 DoI：1O．3901／JIⅥE．2010．06．071 基于磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波 模态的试验研究水 刘增华 张易农 张慧昕2 何存富 吴 斌 f1．北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 北京 100124； 2．浙江省交通厅工程质量监督局 杭州 310009) 摘要：对利用磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的方法进行理论分析和试验研究。分析在公称直径为 17．80mill 的7芯钢绞线中纵向模态的传播特性。选取钢绞线外围钢丝中频率 160kHz的L(O，1)模态用于钢绞线的健康检测。基于该模 态的传播特性和钢绞线缠绕式外表面的特点，研制一种专用磁致伸缩传感器，用于7芯钢绞线的超声导波检测。该传感器的 主要结构包括轴对称三磁路励磁结构和正反正绕向的三段式螺线管。三磁路励磁结构用来产生强度适合且均匀的偏置磁场， 并设计专用夹片以降低钢绞线不规则外形所造成的空气磁阻。螺线管每段绕线的有效轴 向宽度为频率 160kHz的L(O，1)模态 波长的一半。利用研制的磁致伸缩传感器，在长 1180inln的自由钢绞线中进行超声导波的激励接收试验。试验结果表明， 该传感器可以激励和接收选定的纵向模态L(O，1)，为基于磁致伸缩效应的钢绞线超声导波检测奠定了一定基础。 关键词：磁致伸缩效应 传感器 钢绞线 超声导波 模态 中图分类号：TB552 TU378 ExperimentalResearchonExcitationandReception0fL0ngitudinal GuidedW aveM odesinSteelStrandsBasedonM agnetostrictiveEffect LIU Zenghua ZHANGYinong ZHANGHuixin2 HECunfu WU Bin f1．CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology, BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124； 2．EngineeringQualiytSupervisionStation，DepartmentofCommunications， ZhejiangProvince，Hangzhou310009) Abstract：Excitationandreceptionmethodsofthelongitudinalguidedwavemodesinsteelstrandsbasedonmagnetostrictiveeffect areanalyzedtheoreticallyna dverifiedintheexperiment．Propagationcharacteristicsoflongiutdinalmodesina17．80mnlnominal diameterstee1strandarefirstlyinvestigated．L(O，1)modeat160kHzinoneofhelicalwiresiSoptimizedforhealhtinspectionofthe steelstrand．Basedonpropagationchraacteristicsofthismodeandperipheralwindingsurfaceofsteelstrands，akindofspecial magneto