時諧電磁場半解析理論及其在硬度無損檢測中的應(yīng)用.pdf

1、該文以置于非均勻鐵磁性半空間導(dǎo)體上的探頭電磁系統(tǒng)為研究對象,從麥克斯韋方程出發(fā),建立了時諧電磁場半解析理論,實現(xiàn)了精確快速連續(xù)鐵磁材料硬度無損檢測的技術(shù)目標(biāo).主要內(nèi)容及創(chuàng)造性成果如下:1.提出了一定面積平均硬度的概念,將鐵磁導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)與硬度及其電磁特性相結(jié)合,尋求電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率與阻抗之間關(guān)系,為電磁硬度無損檢測理論提供了新的研究方向.2.通過麥克斯韋方程組,推導(dǎo)出半無限平板導(dǎo)體空間電磁場體積分方程,將各向異性半無限平板導(dǎo)體的麥克斯韋

2、方程轉(zhuǎn)化為譜域形式,利用模匹配法和電磁場譜域邊界條件,給出電-電型、磁-磁型、磁-電型和電-磁型自由空間及反射空間的譜域格林函數(shù),為時諧電磁場半解析法的實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ).3.根據(jù)譜域格林函數(shù)及給出的鐵心磁化模型和譜域激勵函數(shù),建立了帶鐵心絕對和差動探頭的通用三維電磁場電壓和阻抗數(shù)學(xué)模型,數(shù)值求解了電磁場復(fù)系數(shù)代數(shù)方程.4.利用半解析方法建立的電磁場數(shù)學(xué)模型,以信號最強為目標(biāo)函數(shù),完成了用于鐵磁材料硬度電磁檢測系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化,包括激

3、勵頻率、探頭參數(shù)等,為電磁無損檢測裝置設(shè)計提供了工程指導(dǎo),可實現(xiàn)電磁裝置的計算機輔助設(shè)計.5.針對阻抗與硬度之間的多值對應(yīng)關(guān)系問題,通過分析含碳量和提離效應(yīng)等干擾因素在阻抗平面上的響應(yīng),提出了利用無限提離相位角之間較大差異進行組織分選方法,并利用零提離阻抗幅值變化實現(xiàn)鐵磁材料硬度定量檢測.6.通過阻抗平面坐標(biāo)變換技術(shù),建立了抑制提離效應(yīng)的干擾模型,完善了電磁阻抗平面法,進而提高了硬度檢測精度,為精確快速連續(xù)鐵磁材料硬度無損檢測的技術(shù)應(yīng)用