电磁超声螺栓轴向应力测量的有限元分析与试验

目前电磁超声在测厚、无损检测等领域得到了广泛的研究,但在螺栓轴向应力测量方面的研究较少,为了促进电磁超声在螺栓轴向应力测量中的应用,通过建立多物理场有限元仿真模拟了电磁超声的激发、传播过程.建立螺栓二维模型,利用电磁超声激发超声波得到了纵波在螺栓内部传播的信号;通过有限元模拟,得到了螺栓在轴向载荷作用下内部的应力分布.有限元计算表明轴向载荷和声时差存在一定的线性关系,该线性关系受到轴向载荷的影响;不同的夹紧长度会影响材料的应力系数,而夹紧长度和应力系数的乘积为定值.试验结果表明,有限元模拟结果与真实试验情况均表现为在轴向应力作用下,超声波传播时间增大,并和轴向应力呈良好的线性关系.