随着超声检测技术的不断发展，电磁超声检测技术在测厚、无损检测、螺栓应力检测等领域的应用越来越广泛。电磁超声换能器以横波信号的接受为主要检测手段，产生的纵波较弱，若用于水轮机顶盖螺栓的应力检测会出现纵波回波信号较弱的情况。为了实现对顶盖螺栓的双波一体化换能器应力检测，通过建立多物理场有限元仿真，对比不同磁铁线圈组合方式的换能器性能，优化模拟了电磁超声的激发、传播过程，得到横波和纵波在螺栓内部传播的回波信号，验证改进后的电磁超声换能器的可应用性。