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电涡流无损检测技术的理论建模研究 范孟豹，曹丙花，张光新 著 2015年版
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- 类 别：金属工艺
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资料介绍
电涡流无损检测技术的理论建模研究
作者： 范孟豹，曹丙花，张光新 著
出版时间： 2015年版
内容简介
《电涡流无损检测技术的理论建模研究》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。《电涡流无损检测技术的理论建模研究》适用于无损检测专业的博士和硕士研究生及科研人员，无损检测技术人员，电磁场与电磁波从业人员，测试与仪表从业人员等阅读参考。
目录
前言
符号列表
第1章绪论
1.1电涡流无损检测技术概述
1.1.1集肤效应与渗透深度
1.1.2电涡流检测技术的应用及特点
1.2电涡流检测技术的发展简史
1.3电涡流检测新技术
1.3.1脉冲涡流检测技术
1.3.2远场涡流检测技术
1.3.3电涡流阵列检测技术
1.4电涡流检测建模理论的研究进展与现状
1.4.1常规涡流检测技术的建模理论
1.4.2脉冲涡流检测技术的建模理论
第2章多层导电结构常规涡流场的积分解析模型
2.1引言
2.2空气中线圈磁场的积分解析模型
2.2.1空气中单匝线圈磁场的积分解析模型
2.2.2空气中多匝线圈磁场的积分解析模型
2.3单层导电结构常规涡流场的积分解析模型
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
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
2.4多层导电结构常规涡流场的积分解析模型
2.5电涡流检测探头响应的积分解析模型
2.5.1磁场传感器输出响应的积分解析模型
2.5.2线圈阻抗的积分解析模型
2.6线圈阻抗变化量积分解析模型的函数特性
2.6.1被积函数在零点处的极限
2.6.2被积函数的收敛性
2.7线圈阻抗变化量积分解析模型的数值计算
2.7.1自适应辛普森算法
2.7.2高斯—勒让德积分算法
2.7.3数值计算注意事项
2，8数值计算及实验验证
2.9本章小结
第3章多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.1引言
3.2导电结构常规涡流场的空间分布特性
3.3空气中线圈磁场的级数解析模型
3.3.1空气中单匝线圈磁场的级数解析模型
3.3.2空气中多匝线圈磁场的级数解析模型
3.4单层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.5多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.6电涡流检测探头响应的级数解析模型
3.7应用实例
3.7.1研究对象
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
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
3.8本章小结
第4章基于反射—透射理论的多层导电结构常规涡流场解析模型
4.1引言
4.2电磁波在多层介质中的反射与透射
4.2.1半空间的反射与透射
4.2.2三层介质中电磁波的反射与透射
4.2.3任意层介质中电磁波的反射与透射
4.3应用基于反射—透射理论的新方法求解导电结构涡流场的解析模型
4.3.1单层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.3.2两层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.3.3多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.4基于Cheng矩阵法的模型和基于反射—透射理论模型的对比
4.5模型应用
4.6Luquire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
4.7本章小结
第5章多层导电结构脉冲涡流场的时域解析模型
5.1引言
5.2基于傅里叶反变换的脉冲涡流场时域解析模型
5.2.1激励脉冲的傅里叶级数展开式及吉布斯现象
5.2.2线性叠加傅里叶谐波响应求解脉冲涡流场
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
5.3基于拉普拉斯反变换的脉冲涡流场时域解析模型
5.3.1解析求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换
5.3.2数值求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换
5.3.3脉冲涡流场时域解析模型的比较与应用
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
5.5本章小结
第6章金属管件涡流响应的解析模型
6.1引言
6.2线圈阻抗的积分解析模型
6.3内穿式线圈阻抗的级数解析模型
6.3.1单层管材试件
6，3.2多层管材试件
6.4外穿式线圈阻抗的级数解析模型
6.5模型的数值计算
6.6仿真验证
6.7本章小结
第7章偏心状态下探头响应的解析模型
7.1引言
7.2偏心状态下探头的阻抗解析模型
7.3线圈阻抗模型的数值计算
7.4探头偏心影响的仿真与分析
7.4.1仿真参数
7.4.2偏心状态下的探头阻抗轨迹
7.4，3探头偏心引入的信号误差
7.5本章小结
第8章电涡流检测探头响应的有限元模型
8.1涡流场有限元理论基础
8.1.1Maxwell方程组
8.1.2边界条件
8.1.3涡流场有限元算法
8.1.4涡流场有限元求解后处理
8.2ANSYSMaxwell软件及应用
8.3仿真实例
8.4本章小结
第9章实验系统的设计与开发
9.1引言
9.2系统总体设计
9.3实验系统电源研制
9.4基于DDS技术的信号发生电路
9.5锁相放大技术
9.5.1模拟式锁相放大技术
9.5.2数字式锁相放大技术
9.6探头设计与研制
9.6.1探头的机械结构
9.6.2探头的电路连接与激励电流的采样
9.7XY运动控制系统的设计与开发
9.7.1运动控制系统的硬件设计
9.7.2运动控制系统的软件开发
9.8实验系统的软件设计与开发
9.9本章小结
参考文献
附录
A.1电磁场中的三种对称场
A.2梯度、散度、旋度在三种坐标系下的展开式
作者： 范孟豹，曹丙花，张光新 著
出版时间： 2015年版
内容简介
《电涡流无损检测技术的理论建模研究》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。《电涡流无损检测技术的理论建模研究》适用于无损检测专业的博士和硕士研究生及科研人员，无损检测技术人员，电磁场与电磁波从业人员，测试与仪表从业人员等阅读参考。
目录
前言
符号列表
第1章绪论
1.1电涡流无损检测技术概述
1.1.1集肤效应与渗透深度
1.1.2电涡流检测技术的应用及特点
1.2电涡流检测技术的发展简史
1.3电涡流检测新技术
1.3.1脉冲涡流检测技术
1.3.2远场涡流检测技术
1.3.3电涡流阵列检测技术
1.4电涡流检测建模理论的研究进展与现状
1.4.1常规涡流检测技术的建模理论
1.4.2脉冲涡流检测技术的建模理论
第2章多层导电结构常规涡流场的积分解析模型
2.1引言
2.2空气中线圈磁场的积分解析模型
2.2.1空气中单匝线圈磁场的积分解析模型
2.2.2空气中多匝线圈磁场的积分解析模型
2.3单层导电结构常规涡流场的积分解析模型
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
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
2.4多层导电结构常规涡流场的积分解析模型
2.5电涡流检测探头响应的积分解析模型
2.5.1磁场传感器输出响应的积分解析模型
2.5.2线圈阻抗的积分解析模型
2.6线圈阻抗变化量积分解析模型的函数特性
2.6.1被积函数在零点处的极限
2.6.2被积函数的收敛性
2.7线圈阻抗变化量积分解析模型的数值计算
2.7.1自适应辛普森算法
2.7.2高斯—勒让德积分算法
2.7.3数值计算注意事项
2，8数值计算及实验验证
2.9本章小结
第3章多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.1引言
3.2导电结构常规涡流场的空间分布特性
3.3空气中线圈磁场的级数解析模型
3.3.1空气中单匝线圈磁场的级数解析模型
3.3.2空气中多匝线圈磁场的级数解析模型
3.4单层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.5多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
3.6电涡流检测探头响应的级数解析模型
3.7应用实例
3.7.1研究对象
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
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
3.8本章小结
第4章基于反射—透射理论的多层导电结构常规涡流场解析模型
4.1引言
4.2电磁波在多层介质中的反射与透射
4.2.1半空间的反射与透射
4.2.2三层介质中电磁波的反射与透射
4.2.3任意层介质中电磁波的反射与透射
4.3应用基于反射—透射理论的新方法求解导电结构涡流场的解析模型
4.3.1单层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.3.2两层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.3.3多层导电结构常规涡流场的级数解析模型
4.4基于Cheng矩阵法的模型和基于反射—透射理论模型的对比
4.5模型应用
4.6Luquire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
4.7本章小结
第5章多层导电结构脉冲涡流场的时域解析模型
5.1引言
5.2基于傅里叶反变换的脉冲涡流场时域解析模型
5.2.1激励脉冲的傅里叶级数展开式及吉布斯现象
5.2.2线性叠加傅里叶谐波响应求解脉冲涡流场
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
5.3基于拉普拉斯反变换的脉冲涡流场时域解析模型
5.3.1解析求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换
5.3.2数值求解脉冲涡流场的拉普拉斯反变换
5.3.3脉冲涡流场时域解析模型的比较与应用
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
5.5本章小结
第6章金属管件涡流响应的解析模型
6.1引言
6.2线圈阻抗的积分解析模型
6.3内穿式线圈阻抗的级数解析模型
6.3.1单层管材试件
6，3.2多层管材试件
6.4外穿式线圈阻抗的级数解析模型
6.5模型的数值计算
6.6仿真验证
6.7本章小结
第7章偏心状态下探头响应的解析模型
7.1引言
7.2偏心状态下探头的阻抗解析模型
7.3线圈阻抗模型的数值计算
7.4探头偏心影响的仿真与分析
7.4.1仿真参数
7.4.2偏心状态下的探头阻抗轨迹
7.4，3探头偏心引入的信号误差
7.5本章小结
第8章电涡流检测探头响应的有限元模型
8.1涡流场有限元理论基础
8.1.1Maxwell方程组
8.1.2边界条件
8.1.3涡流场有限元算法
8.1.4涡流场有限元求解后处理
8.2ANSYSMaxwell软件及应用
8.3仿真实例
8.4本章小结
第9章实验系统的设计与开发
9.1引言
9.2系统总体设计
9.3实验系统电源研制
9.4基于DDS技术的信号发生电路
9.5锁相放大技术
9.5.1模拟式锁相放大技术
9.5.2数字式锁相放大技术
9.6探头设计与研制
9.6.1探头的机械结构
9.6.2探头的电路连接与激励电流的采样
9.7XY运动控制系统的设计与开发
9.7.1运动控制系统的硬件设计
9.7.2运动控制系统的软件开发
9.8实验系统的软件设计与开发
9.9本章小结
参考文献
附录
A.1电磁场中的三种对称场
A.2梯度、散度、旋度在三种坐标系下的展开式
