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导体板上方倾斜通电线圈的阻抗计算仿真与实验2015年10月15日上海海事大学2014级硕士开题报告报告人：***指导教师：***目录选题理由1国内外研究现状2研究目标、内容及关键问题3采取的研究方法、技术路线4创新之处及预期效果5可能遇到的问题及解决办法6年度研究计划7选题理由交流电流激励探头感生涡流线圈阻抗周围磁场变化导体板上倾斜矩形线阻抗计算、仿真与实验考虑人为因数，线圈各部分提离不固定矩形线圈相比于柱形线圈消除线圈提离更好主励磁场在导体中阻抗评估缺陷优势：利用线圈阻抗原理来检测缺陷，具有不需要耦合剂，对导电结果表面灵敏度高的优势还有人探讨了在涡流探头阻抗计算中减小计算量、提高计算速度的方法。雷银照研究了半无限大导体上方覆盖一定厚度金属涂层构成的两层平板导电结构的轴对涡流解析解。丁天怀等人基于有限元法对柔性线圈用于不同曲率目标导体间隙测量时的交流阻抗进行了数值计算,并讨论了由于曲率不同引起的数据误差处理方法周丹丽等人通过有限元方法对不同形状的空心平面线圈的3D模型进行了仿真,并定性分析了参数变化对面积式电涡流传感器性能的影响。还有学者研究了线圈阻抗与多层导电结构厚度变化之间的关系。总体来说，主要是通过有限元法建立电涡流传感器的2D有限元模型,继而得到传感器的磁场分布。国内数值方面的研究情况国外数值计算研究情况DoddDeedJ.WLuquirelT.P.TheodoulidisT.P.TheodoulidisE.E.Kriezis通过运算和推导得出在脉冲激励信号下求解区域的磁势以及线圈互感变化的解析表达式；计算出半无限区间线圈阻抗表示的一阶Bessel函数的积分形式。在Dodd和Deed的基础上利用并矢格林函数和叠加原理，探讨了多层导电板上方的涡流场解析求解问题。首次提出了电磁场涡流求解新方法——截断区域特征函数展开式法。以有限半径区域代替原来Dodd和Deed讨论的无限大区域，将线圈阻抗的积分表达式转化成级数和，简化计算过程。他们在2002年采用二阶矢量位研究矩形线圈做涡流探头时的线圈阻抗计算并得出任何形状线圈阻抗的解析式。理论计算ANSYS仿真实验论证对线圈的阻抗进行计算分析三者达到一致研究目标研究内容对线圈进行仿真分析并实验对线圈进行理论计算利用ANSYS进行仿真分析搭建试验平台进行试验方法一：双重傅里叶及其逆变换方法二：域截断法研究内容对具体模型进行仿真分析研究的关键问题搭建实验平台进行实验对具体模型进行理论分析研究方法与技术路线可行性分析可行性分析解析方法可对任何形状的线圈阻抗进行分析ANSYS功能强大，能满足绝大部分情况下的电磁场仿真所选课题紧扣导师方向已有相关方面的研究经验创新之处考虑了导电板上方线圈提离不固定情况下的线圈涡流检测采用双重傅里叶变换法、解域截取和变量分离计算方法，去研究导电板上方涡流检测探头线圈阻抗变化，预期可导出了线圈阻抗变化级数形式表达式，可得出具有计算速度快精度可控的优势!同时利用有限元方法对线圈阻抗变化进行了仿真计算，在相同的参数下，可以预计仿真方法与解析计算的结果能够很好吻合，验证了各自方法及结果的正确性!进一步证明发挥解析法与仿真方法的互补优势，并与实验方法相结合，是导电结构缺陷涡流检测的有效研究方法!预期效果可能遇到的问题理论计算可能遇到瓶颈对ANSYS的运用不够熟练实验时线圈绕线容易产生误差探头响应不够灵敏利用图书馆资源查阅文献询问师长相关建议解决方案问题利用网上资源多方面查阅同同学交流拓宽思路敬请老师批评指正