以铁磁性材料为主的金属构件广泛应用于高铁制造、铁路轨道、船舶制造、航空航天等重要领域。由于金属构件制造工艺的影响以及服役过程的恶劣条件,会使板状结构产生微小裂纹和塑性损伤,因此需要对铁磁材料板材的微损伤进行检测。电磁超声换能器（EMAT）是一种以无损方式对金属构件缺陷实施检测的核心设备。电磁超声换能器在非铁磁材料的无损检测中应用已经非常的广泛,而对铁磁材料的换能机理还未完善,从分析电磁超声换能器对不同材料的换能机理入手,研究铁磁材料的电磁特性对电磁超声换能机理的影响,为检测铁磁材料的微损伤奠定基础。因此,课题基于电磁超声开展了对铁磁材料钢板微损伤检测的研究,主要研究工作如下:1)基于本构方程建立检测铁磁材料的电磁超声换能器的仿真模型,对铁磁材料的电磁超声的三种换能机制进行理论分析,明确电磁超声检测铁磁材料与非铁磁材料的区别。铁磁材料具有磁致伸缩效应,磁致伸缩的非线性导致其电磁超声换能机制变得复杂。依据铁磁材料的力磁耦合的本构方程,考虑洛伦兹力、磁致伸缩效应和磁化力的共同作用,建立了钢板的电磁超声换能器有限元模型。2)电磁超声换能器（EMAT）的换能机制与被测试材料的电磁特性密切相关,EMAT对不同电磁特性材料的响应不同。利用建立的钢板电磁超声波的有限元模型,分析了偏置磁场及被测试件的电磁特性对电磁超声换能机制的影响,通过引入不同磁导率和电导率等效模拟塑性变形试件,分析换能机制与电磁特性的关系,并在此基础上搭建了基于电磁超声表面波的塑性变形检测系统。3)基于已建立的铁磁材料的电磁超声仿真检测模型,仿真分析了表面波对钢板中缺陷的响应特性,得出缺陷深度与反射系数、透射系数的关系,为钢板裂纹缺陷定量检测奠定基础。对标准试件的不同深度裂纹进行实验研究,验证了仿真分析的正确性和有效性。4)通过对拉伸的标准工字板试件进行相对磁导率检测,得到不同塑性损伤试件与相对磁导率变化的对应关系。塑性变形会改变钢板的电磁特性,进而影响到检测信号的变化。基于搭建的电磁超声检测系统对不同的试件进行电磁超声非线性检测实验,得到了相对非线性系数与塑性变形的对应关系,并验证塑性变形、电磁参数与非线性检测信号之间的关系。