电磁超声检测技术是超声检测技术中的重要研究方向之一。目前在超声检测中大部分采用压电超声检测技术,这种技术中的压电超声换能器在检测时因接触工件须涂抹耦合剂,并且在超高温等特殊环境下不便使用。电磁超声检测技术中的电磁超声换能器则是通过电磁效应进行换能,从而实现非接触式检测,这为检测过程提供了很大的便利。目前电磁超声换能器普遍存在换能效率低的问题,如何优化电磁超声换能器结构、提高换能效率是当前电磁超声换能器研究的关键。本文采用有限元方法对三种典型的电磁超声换能器进行了建模与分析。首先,以用于铝板检测的U型电磁超声表面波换能器为研究对象,分析了换能器几何参数对铝板表面涡流及磁感应强度大小的影响规律。得出如下结论:在一定的参数范围内,减小蛇形线圈的提离距离和截面积,适当增大线圈间距可以提高换能器的换能效率;增大U型永久磁铁的长宽高可以提高换能器的换能效率,并且U型永久磁铁的宽度对换能效率的影响最大。其次,以用于钢板检测的电磁超声Lamb波换能器为研究对象,分析了换能器激励电流参数及几何参数对钢板中质点磁致伸缩位移的影响规律,得出如下结论:在一定的参数范围内,增大蛇形线圈激励电流幅值、线圈间距和线圈回折次数,减小激励电流脉冲个数、线圈提离距离、线圈截面积,可以提高换能器的换能效率;增大方型永久磁铁的宽度和高度可以提高换能器的换能效率,并且宽度的影响较大。还针对钢板检测中不同角度和深度的缺陷进行了仿真分析,得出了如下结论:随着缺陷深度的增大,质点的磁致伸缩位移减小,并且缺陷角度越大越容易被检测出来。最后对用于钢管检测的T模态导波换能器进行建模分析,研究了线圈激励电流参数、线圈几何参数及镍带属性对质点磁致伸缩位移的作用规律,得到如下结论:在一定的参数范围内,增大激励电流幅值及镍带的剩余磁通密度,减小激励电流脉冲个数、激励电流频率、线圈截面积、线圈提离距离,可以提高换能器换能效率。此外,针对管道中缺陷位置、缺陷深度、管道材质不同等情况进行了仿真,发现有缺陷时质点的磁致伸缩位移明显大于无缺陷时,并且缺陷深度越大,质点的磁致伸缩位移越大;管道材质改变时,材料的磁致伸缩系数越大,质点的磁致伸缩位移越大,管道中的缺陷越容易被检测到。本文研究内容对于电磁超声换能器结构的优化设计、提高换能效率及缺陷检测准确度具有一定的参考价值。