Simulation of Electromagnetic Conversion Process Under Torsion Waves Excitation

Abstract

Mathematical modeling of the electromagnetic-acoustic transducer (EMAT) for excitation of nondispersive torsional waves in tubular electrically conductive ferromagnetic hollow rods of small diameter is performed taking into account all the factors that determine the design of the EMAT. The solutions of the differential equation for the values of the electromagnetic fields formed by the high-frequency coil of the device in the gap between the transducer and the tubular ferromagnetic product are found. The results of the research can be used to simulate and design exciting EMATs for measuring, monitoring, and diagnostics in the energy, nuclear, chemical and other industries for ultrasonic test of ferromagnetic tubular products.

Выполнено математическое моделирование электромагнитно-акустического преобразователя для возбуждения недиспергирующих крутильных волн в трубчатых электропроводных ферромагнитных полых стержнях малого диаметра с учетом всех факторов, определяющих конструкцию ЭМАП. Найдены решения дифференциального уравнения для величин электромагнитных полей, формируемых высокочастотной катушкой устройства в зазоре между преобразователем и трубчатым ферромагнитным изделием. Результаты исследований могут быть использованы для моделирования и конструирования возбуждающих ЭМАП для средств измерений, контроля, диагностики в энергетической, атомной, химической и других областях промышленности при ультразвуковых исследованиях ферромагнитных изделий трубчатого типа.

Виконано математичне моделювання електромагнітно-акустичного перетворювача для збудження недиспергуючих крутильних хвиль у трубчастих електропровідних феромагнітних стрижнях малого діаметра з урахуванням усіх факторів, що визначають конструкцію ЕМАП. Знайдено рішення диференціального рівняння для величин електромагнітних полів, що формуються високочастотною котушкою пристрою в зазорі між перетворювачем і трубчастим феромагнітним виробом. Результати досліджень можуть бути використані для моделювання та конструювання збуджуючих ЕМАП для засобів вимірювань, контролю, діагностики в енергетичній, атомній, хімічній та інших галузях промисловості при ультразвукових дослідженнях феромагнітних виробів трубчастого типу.