随着我国经济的迅速发展,对能源运输的急切需求,我国的管道铺设进程也随之加快,必须大力发展管道的安全评估能力和在线检测技术以保证管道的正常工作。本论文在国家自然科学基金(51261024,51675258)、国家重点研发计划项目(2016YFF0203000)、江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ150699)共同资助下开展研究的。使用传统无损检测方法对管道进行检测时,通常需要去除外包裹层、保温层,压电超声导波对高温的检测效果不佳,而磁致伸缩导波不需要对待检测管道的表层进行特殊处理并且可以对高温环境下对被测物进行在线检测。当管道处于高温状态下时,材料中超声导波的声速、声压会发生变化。超声波的传播速度会随着温度的升高而降低,从而使高温状态下的管道定位变得困难。对管道缺陷的定量评定一般是通过管道上某一截面上损失掉金属的面积占管道截面的百分比来确定的,由缺陷反射系数来判定。在油气管道中,不仅仅存在周向和轴向的缺陷,而且还有很多随机角度的缺陷,并且不同模式的导波对缺陷检测的信号也不同。管道的超声导波检测过程可以通过数值仿真来模拟,并且可以设定不同条件下的载荷,可反复运行,可以模拟一些难以实施的试验,不仅为实际工业检测提供了指导,而且节约了实验成本。因此研究磁致伸缩导波建模方法及其影响因素对于提升导波检测效率有重大意义,并能为导波缺陷定量和高温下的信号影响提高帮助和参考。针对以上问题,本文的主要研究内容如下:1、在充分了解磁致伸缩导波检测技术的基础上,建立了导波激励传感器方程,通过综合磁致伸缩力磁耦合方程、电磁场理论方程、传感器激励方程,借助多物理场有限元软件COMSOL Multiphysics对磁致伸缩纵向导波传感器的工作过程进行了数值模拟,并分析了提离对纵向磁致伸缩导波信号的影响。2、在分析磁致伸缩扭转导波传感器结构之后,建立了扭转模态磁致伸缩导波传感器力磁耦合数值计算模型,并对其在待测管道表面的磁场分布情况进行了分析研究。同时,通过对管壁上线圈所在位置的某一质点处的位移进行分析,对比质点在周向和轴向的振动规律确定了该传感器所激励的导波类型,并通过实验进行验证,最后讨论了激励频率对磁致伸缩导波信号的影响。3、提出了缺陷角度对管道导波检测信号的影响,以铁磁性管道为研究对象,分析了缺陷轴向方向和缺陷周向方向改变对导波检测的影响,并分析了不同模态导波对轴向缺陷和周向缺陷的敏感性。4、针对管道磁致伸缩导波高温检测,从磁致伸缩高温检测原理和温度场理论分析出发,建立了导波的高温检测模型。分别研究了纵向导波和扭转导波在不同温度下的检测信号变化,并通过后处理得出了高温下缺陷幅值和波速的变化曲线,探讨了高温下磁致伸缩导波检测的可行性和信号影响。