Numerical Model of Magnetostriction and Lorentz Force Mechanisms in Electromagnetic Acoustic Transducers
Notice bibliographique
Résumé
In this thesis, a successful development of a numerical model of magnetostriction and Lorentz force mechanisms in Electromagnetic Acoustic Transducers (EMATs) for nondestructive evaluation of steel components is presented. A Periodic Permanent Magnet Electromagnetic Acoustic Transducer (PPM-EMAT) scanner is designed and a prototype scanner is built for identifying corrosion defects that feature at least 20% wall-loss on ¼ "-thick mild steel plates. A sequence of experimental measurements is performed to evaluate the peak amplitude of the Shear Horizontal (SH) waves received from defect-free plates while the scanner moves in various directions on the surface of the sample plate. Scanner movement parallel to the direction of SH wave propagation led to an average of +/-20 % change in the received wave amplitude when the transmitter motion is towards/away from the receiver. This increase/decrease in amplitude remains intact even when scanner motion is stopped. Published models of PPM-EMAT transduction mechanisms are primarily focused on the Lorentz force coupling mechanism. These models ignore nonlinear magnetic behaviours of the steel samples and they cannot explain the source of asymmetrical coupling force distribution due to the scanner motion. A model is developed to evaluate the contribution of all transduction/reception mechanisms to the SH wave generation/reception of a stationary PPM-EMAT scanner operating on a mild steel plate. The PPM-EMAT transmitter, SH wave generation/propagation, and the PPM-EMAT receiver are modelled separately using a semi-analytical approach. The effects of the scanner motion are studied by including the magnetic hysteresis caused by the PPM array movement to the plate’s properties in the Finite Element Method (FEM) model of the magnetic fields. Model results demonstrated that the magnetostriction contribution to SH wave generation is approximately 55 % of the Lorentz mechanism for our EMAT configuration. The Lorentz mechanism is found to be insensitive to the scanner motion, while magnetostriction experiences a spatial displacement with respect to the Lorentz coupling mechanism in the transmitter EMAT. The new model results are consistent with the general behaviour of the experimental system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».