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随着社会的发展,声波无损检测技术在工程中的应用越来越广泛,已经成为确保工程质量的重要手段,如桥梁、大坝和隧道等的检测。稀土超磁致伸缩换能器因其声波发射功率高、能量大、频带宽、余震小和重复性好等优点而被选作大型工程质量检测中的理想震源。本论文首先对声波无损检测技术、磁致伸缩材料、稀土超磁致伸缩换能器以及用于稀土超磁致伸缩换能器设计的电磁场法和压电-压磁类比法理论进行了论述,然后对单Terfenol-D棒、双Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器内部磁场和输出位移动态特性进行了模拟研究,最后对单Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器的性能进行了实验研究。主要研究内容及研究结果如下:(1)对单Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器内部磁场和输出位移动态特性进行了模拟研究。结果发现线圈高于Terfenol-D棒时Terfenol-D棒上的磁感应强度大于线圈与Terfenol-D棒等高状态,但轴向磁场均匀性变差。闭磁路状态下Terfenol-D棒上的磁感应强度比开磁路状态大,且轴向磁场均匀性较好。激励电流脉冲宽度对换能器输出位移大小起决定性作用,且换能器输出位移余震伴随着激励电流脉冲宽度的增加呈现先增大后减小再增大的趋势。(2)对双Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器内部磁场和输出位移动态特性进行了模拟研究。结果表明双Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器内部磁场随时间的变化趋势与外加激励电流变化趋势相同,换能器输出位移余震伴随着激励电流脉冲宽度的增加呈现先增大后减小再增大的趋势。相同激励电流下双Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器输出位移大于三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器。(3)用实验的方法对单Terfenol-D棒和三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器的主频、延迟时间和发射声波能量进行了研究。结果表明单Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器的主频和延迟时间均大于三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器,相同激励电流脉冲宽度下三Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器的发射声波能量高于单Terfenol-D棒稀土超磁致伸缩换能器。本论文的研究结果对稀土超磁致伸缩换能器的进一步优化设计作了铺垫作用,对其在大型工程质量声波检测中的使用具有一定的指导意义。