基本介绍

1、涡流检测理论研究

理论研究包括检测概率研究，检测系统可靠性设计研究和趋肤效应研究。

近年来系统、深入地研究涡流检测趋肤效应，内容包括金属板材扁平线圈检测趋肤效应，金属管材内通式线圈检测趋肤效应，金属棒材外穿式线圈检测趋肤效应，有限厚度金属平板涡流检测趋肤效应，复合金属板涡流检测趋肤效应，多层金属板涡流检测趋肤效应，各向异性材料涡流检测趋肤效应，脉冲涡流检测趋肤效应，以及加感和屏蔽对涡流趋肤深度的影响。提出涡流扩散-对消理论和涡流反射理论，揭示涡流检测趋肤效应机理。提出等效趋肤深度概念，用于衡量实际涡流衰减速度。

2、数值分析方法研究

以电磁无损检测为应用背景，研究无单元伽辽金（EFG）法和有限元分析方法。

较早地将EFG法应用于电磁场计算，研究了稳恒磁场、涡流场和微波散射问题的EFG法求解。将EFG法与理想匹配层技术结合求解微波散射问题，并模拟混凝土钢筋结构微波检测。

研究基于双标量位的有限元法。改进了双标量位法，使其可以求解含有多个弯曲形状各向异性铁磁材料的稳恒磁场问题。

近年来主要研究涡流检测有限元模拟方法。提出用于低频电磁场分析的区域分解方法，解决磁芯线圈扫查涡流检测模拟难题，具有网格剖分简单，计算效率高等特点。以区域分解方法为基础，实现磁芯线圈扫查脉冲涡流检测模拟，碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）铺层变形涡流检测模拟，以及CFRP面板-铝蜂窝芯夹层结构涡流检测模拟。提出混合表述区域分解有限元法，进一步提高了涡流检测模拟的计算效率。

3、检测技术研究

开展CFRP全寿命周期涡流检测研究。在有限元分析基础上，探明单向CFRP和多向CFRP中铺层内及厚度方向上涡流的分布规律，并揭示其机理。利用CFRP的结构特点及电各向异性，根据涡流沿纤维方向衰减较慢的特点使用远场涡流法检测纤维断裂缺陷，根据涡流主要沿纤维方向流动的特点使用正交矩形线圈检测预浸料及CFRP纤维弯曲缺陷并重构纤维分布。破解传统涡流检测方法不能检测与探测面平行的面积形缺陷难题，提出垂直涡流法检测CFRP分层缺陷。

开展CFRP面板-铝蜂窝芯夹层结构涡流检测研究，检测芯子断裂、节点脱开、节点压缩、芯子皱褶和冲击损伤。

在涡流检测趋肤效应研究成果基础上，开展了单层金属板厚度测量研究，复合金属板覆层厚度测量研究，以及双层金属板气隙厚度测量研究。探明了线圈电压与单层板厚度，线圈电压与复合板覆层厚度，以及线圈电压与双层板气隙厚度的关系，揭示了其机理，并实现了基于涡流法的高精度厚度测量。

研究铝合金残余应力涡流检测。构建涡流响应平面描述涡流响应与应力状态的关系，提出快速反演方法，实现铝合金残余应力状态的涡流检测，同时获得主应力的大小和方向。

开展了其他电磁无损检测研究，如磁光成像检测有限元分析和系统参数优化，脉冲涡流检测信号特征选取和缺陷表征，金属增材制造涡流检测，以及钢轨裂纹定量涡流检测等。