A New Dual-Mode Electromagnetic Acoustic Transducer for Preload Measurement of Superalloy Bolts

In dieser Studie wird ein neuartiger elektromagnetischer Akustikwandler (EMAT) vorgestellt, der zur präzisen Vorspannungsmessung von Schrauben aus Superlegierungen, wichtigen Komponenten in Luft- und Raumfahrtanwendungen, entwickelt wurde. Die Forschung konzentriert sich auf die Optimierung der Permanentmagnet-Konfiguration des EMAT, um den magnetischen Fluss und die Signalintensität zu verbessern, wobei die Beschränkungen traditioneller Konstruktionen berücksichtigt werden. Durch Finite-Elemente-Modellierung und experimentelle Validierung zeigt die Studie signifikante Verbesserungen sowohl bei den Amplituden des Scher- als auch des Longitudinalwellensignals, wodurch eine Zunahme der Amplitude des Längswellensignals um 338,67% und eine Zunahme der Amplitude des Scherwellensignals um 280,78% erreicht wurden. Die Wirksamkeit der neuen EMAT-Konfiguration wird durch Experimente zur Messung der Schraubenvorspannung weiter bestätigt, die zeigen, dass das neue Design genauere Vorspannungsmessungen ermöglicht, insbesondere in Regionen mit hoher Belastung. Die Studie vergleicht auch verschiedene Vorspannungsmessmethoden und hebt die Vorteile der Zweiwellen-Methode bei der Messung der Vorspannung in bereits angezogenen Schrauben hervor. Die Forschungsergebnisse kommen zu dem Schluss, dass das neue EMAT-Design eine zuverlässige und präzise Lösung für die Vorspannungsmessung in Schrauben aus Superlegierungen mit potenziellen Anwendungen in verschiedenen Umgebungen mit hoher Belastung bietet.