多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電渦流檢測(cè)的解析建模研究.pdf

1、在航空航天、核工業(yè)等重要領(lǐng)域?qū)Χ鄬訉?dǎo)電結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)與定量化評(píng)估需求非常迫切?；陔姶鸥袘?yīng)定律的電渦流檢測(cè)技術(shù)以其速度快、成本低、非接觸等優(yōu)點(diǎn)成為首選技術(shù)之一。在分析了國(guó)內(nèi)外電渦流檢測(cè)解析建模的基礎(chǔ)上，本文圍繞多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電渦流檢測(cè)的解析建模理論及求解技術(shù)開(kāi)展研究，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：
　　 (1)建立了多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)諧波渦流場(chǎng)的積分解析模型。在建模過(guò)程中，將空間電磁場(chǎng)看作線圈激勵(lì)場(chǎng)和渦流場(chǎng)的疊加效應(yīng)，而導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的參數(shù)變化僅影響渦流場(chǎng)。

2、這個(gè)觀點(diǎn)的應(yīng)用簡(jiǎn)化了渦流場(chǎng)的積分解析模型及其求解過(guò)程。與傳統(tǒng)的解析模型相比，本文建立的渦流場(chǎng)積分解析模型更清晰，模型求解更簡(jiǎn)單。
　　 (2)建立了多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)諧波渦流場(chǎng)的級(jí)數(shù)解析模型。傳統(tǒng)諧波渦流場(chǎng)解析模型為積分模型的根本原因是渦流場(chǎng)問(wèn)題的求解域?yàn)闊o(wú)窮大。在分析渦流場(chǎng)空間分布特性的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)渦流場(chǎng)主要分布在有限半徑的圓柱體空間內(nèi)，據(jù)此分別應(yīng)用Dirichlet和Neumann邊界條件將渦流場(chǎng)問(wèn)題的求解域從無(wú)窮大減小為

3、有限半徑的圓柱體，從而建立了多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)諧波渦流場(chǎng)的級(jí)數(shù)解析模型。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)那蠼鈪^(qū)域半徑及求和項(xiàng)數(shù)，級(jí)數(shù)解析模型的精度可與積分解析模型的精度相當(dāng)，但計(jì)算效率顯著提高，精度調(diào)整也更方便。
　　 (3)提出了基于反射—透射理論的多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)諧波渦流場(chǎng)解析模型的求解方法。與傳統(tǒng)的基于Cheng矩陣法建立的模型相比，利用本文提出的新方法建立的解析模型具有模型參數(shù)物理意義明確、可靠性和計(jì)算效率更高等優(yōu)點(diǎn)。此外，Luq

4、uire應(yīng)用歸納法建立的線圈阻抗變化量的積分解析模型雖然應(yīng)用效果良好，但迄今尚未得到數(shù)學(xué)證明。利用本文提出的新方法證明了Luquire建立的線圈阻抗變化量的積分解析模型。
　　 (4)建立了基于Fourier和Laplace反變換的多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)脈沖渦流場(chǎng)的時(shí)域解析模型。在基于Fourier反變換的脈沖渦流場(chǎng)時(shí)域解析模型中通過(guò)引入衰減因子減小Gibbs效應(yīng)對(duì)模型精度的影響。在基于Laplace反變換的脈沖渦流場(chǎng)時(shí)域解析模型中，分別