本书本书针对平板结构、管棒材结构件的电涡流无损检测问题，通过解析求解和有限元软件建立了探头响应的理论模型，并结合傅里叶变换、拉普拉斯变换，将模型拓展到脉冲涡流检测技术。
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前言
符号列表
第1章绪论1
1.1电涡流无损检测技术概述1
1.1.1集肤效应与渗透深度2
1.1.2电涡流检测技术的应用及特点2
1.2电涡流检测技术的发展简史3
1.3电涡流检测新技术-4
1.3.1脉冲涡流检测技术-4
1.3.2远场涡流检测技术-5
1.3.3电涡流阵列检测技术-5
1.4电涡流检测建模理论的研究进展与现状-6
1.4.1常规涡流检测技术的建模理论-6
1.4.2脉冲涡流检测技术的建模理论-9
第2章多层导电结构常规涡流场的积分解析模型11
2.1引言11
2.2空气中线圈磁场的积分解析模型13
2.2.1空气中单匝线圈磁场的积分解析模型13
2.2.2空气中多匝线圈磁场的积分解析模型15
2.3单层导电结构常规涡流场的积分解析模型17
2.3.1单匝线圈激励下单层导电结构常规涡流场的积分解析模型17
2.3.2多匝线圈激励下单层导电结构常规涡流场的积分解析模型18
2.4多层导电结构常规涡流场的积分解析模型19
2.5电涡流检测探头响应的积分解析模型22
2.5.1磁场传感器输出响应的积分解析模型22
2.5.2线圈阻抗的积分解析模型23
2.6线圈阻抗变化量积分解析模型的函数特性23
2.6.1被积函数在零点处的极限24
2.6.2被积函数的收敛性25
2.7线圈阻抗变化量积分解析模型的数值计算25
2.7.1自适应辛普森算法25
2.7.2高斯勒让德积分算法26
2.7.3数值计算注意事项27
2.8数值计算及实验验证27
2.9本章小结一29
第3章多层导电结构常规涡流场的级数解析模型30
3.1引言30
3.2导电结构常规涡流场的空间分布特性31
3.3空气中线圈磁场的级数解析模型32
3.3.1空气中单匝线圈磁场的级数解析模型32
3.3.2空气中多匝线圈磁场的级数解析模型36
3.4单层导电结构常规涡流场的级数解析模型36
3.5多层导电结构常规涡流场的级数解析模型37
3.6电涡流检测探头响应的级数解析模型38
3.7应用实例39
3.7.1研究对象39
3.7.2线圈阻抗变化量的级数解析模型精度的影响因素分析40
3.7.3线圈阻抗变化量的积分解析模型与级数解析模型的比较一42
3.8本章小结-43
第4章基于反射一透射理论的多层导电结构常规涡流场解析模型-45
4.1引言45
4.2电磁波在多层介质中的厦射与透射46
4.2.1半空间的反射与透射46
4.2.2三层介质中电磁波的反射与透射47
4.2.3任意层介质中电磁波的反射与透射49
4.3应用基于反射一透射理论的新方法求解导电结构涡流场的解析模型-51
4.3.1单层导电结构常规涡流场的级数解析模型51
4.3.2两层导电结构常规涡流场的级数解析模型53
4.3.3多层导电结构常规涡流场的级数解析模型54
4.4基于Cheng矩阵法的模型和基于反射一透射理论模型的对比55
4.5模型应用58
4.6Luqu1re建立的多层导电结构线圈阻抗变化量积分解析模型的数学证明60
4.7本章小结61
第5章多层导电结构脉冲涡流场的时域解析模型62
5.1引言62
5.2基于傅里叶反变换的脉冲涡流场时域解析模型63
5.2.1激励脉冲的傅里叶级数展开式及吉布斯现象63
5.2.2线性叠加傅里叶谐波响应求解脉冲涡流场65
5.2.3基于傅里叶反变换法脉冲涡流场时域解析模型的应用与实验验证66
5.3基于拉普拉斯反变换的脉冲涡流场时域解析模型68
5.3.1解析求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换68
5.3.2数值求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换74
5.3.3脉冲涡流场时域解析模型的比较与应用75
5.4任意线圈激励下多层导电结构瞬态涡流场的时域解析模型77
5.5本章小结78
第6章金属管件涡流响应的解析模型79
6.1引言79
6.2线圈阻抗的积分解析模型80
6.3内穿式线圈阻抗的级数解析模型85
6.3.1单层管材试件85
6.3.2多层管材试件86
6.4外穿式线圈阻抗的级数解析模型87
6.5模型的数值计算88
6.6仿真验证89
6.7奉章小结90
第7章偏心状态下探头响应的解析模型91
7.1引言91
7.2偏心状态下探头的阻抗解析模型92
7.3线圈阻抗模型的数值计算94
7.4探头偏心影响的仿真与分析95
7.4.1仿真参数95
7.4.2偏心状态下的探头阻抗轨迹95
7.4.3探头偏心引入的信号误差96
7.5本章小结98
第8章电涡流检测探头响应的有限元模型99
8.1涡流场有限元理论基础99
8.1.1Maxwell方程组一99
8.1.2边界条件100
8.1.3涡流场有限元算法101
8.1.4涡流场有限元求解后处理104
8.2ANSYS Maxwell软件及应用106
8.3仿真实例108
8.4本章小结124
第9章实验系统的设计与开发125
9.1引言125
9.2系统总体设计126
9.3实验系统电源研制126
9.4基于DDS技术的信号发生电路127
9.5锁相放大技术128
9.5.1模拟式锁相放大技术128
9.5.2数字式锁相放大技术131
9.6探头设计与研制132
9.6.1探头的机械结构132
9.6.2探头的电路连接与激励电流的采样132
9.7XY运动控制系统的设计与开发133
9.7.1运动控制系统的硬件设计133
9.7.2运动控制系统的软件开发134
9.8实验系统的软件设计与开发135
9.9本章小结一136
参考文献137
附录144
A.1电磁场中的三种对称场144
A.2梯度、散度、旋度在三种坐标系下的展开式146
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