Diseño de un nuevo transductor electromagnético ultrasónico para la detección de tensiones

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales e ingeniería
• Pruebas no destructivas
• Física acústica

Sus antecedentes:

• La evaluación precisa de las tensiones es fundamental para la seguridad de los equipos aeroespaciales y de defensa.
• Los métodos de ultrasonidos electromagnéticos (EMU) existentes tienen una baja amplitud de señal y una mala adaptabilidad para las pruebas in situ.
• Las limitaciones impiden la aplicación práctica de la UEM para el control de las tensiones en tiempo real.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo transductor de ondas superficiales para mejorar la detección del estrés de la UEM.
• Mejorar la amplitud de la señal y la adaptabilidad para las mediciones de tensiones in situ.
• Validar el transductor propuesto para aplicaciones industriales.

Principales métodos:

• Utilizó la teoría acustoelástica y la tecnología UEM.
• Diseñó un nuevo transductor de ondas superficiales con bobinas sinuosas de dislocación proporcionalmente escaladas.
• Realizó simulaciones de elementos finitos y validación experimental en aleación de aluminio 6061.

Principales resultados:

• Logró una mejora del 111,1% en la amplitud de la señal en comparación con los transductores convencionales.
• Demostró un error medio relativo de menos del 4,53% en las mediciones de esfuerzo.
• Validación de la viabilidad del transductor para pruebas in situ en condiciones de esfuerzo aleatorias.

Conclusiones:

• El nuevo diseño del transductor mejora significativamente la distribución de la fuerza de Lorentz y la eficiencia del acoplamiento.
• El método propuesto proporciona una detección de tensiones in situ precisa y fiable.
• El transductor muestra un gran potencial para sistemas de inspección automatizados y entornos industriales exigentes.