花萼状涡流阵列传感器裂纹扰动半解析模型构建

摘要：

针对金属螺栓连接结构中螺栓孔位置处的裂纹损伤定量监测需求，在已有研究成果的基础之上，提出一种具有柔性平面特点的花萼状涡流阵列传感器，构建花萼状涡流阵列传感器裂纹扰动半解析模型，得到在三维结构裂纹下的传感器各感应通道扰动电压，并通过搭建实验装置验证裂纹扰动半解析模型的准确性。在模型构建过程中，通过对结构三维裂纹表面进行网格划分，以网格中心点处的自由电荷密度为未知待定系数，根据自由电荷边界条件以及扰动模型假设得到网格单元中心点处自由电荷密度所满足的线性方程组，并最终得到三维裂纹周围的自由电荷密度分布。裂纹扩展模拟实验结果表明，在3 MHz 和6 MHz 两种激励频率下，2A12-T4铝合金和不锈钢的扰动模型计算结果与实验测量结果比较吻合，传感器4个感应通道的扰动模型计算误差都在25%以内。

关键词：花萼状涡流传感器、裂纹监测、扰动假设、半解析、自由电荷密度

分类号：TP212;V215(自动化技术及设备)

资助基金：国家863高技术基金项目2009AA04Z406；国家自然科学基金项目51201182。The National High Technology Research and Development of China 863 Program2009AA04Z406;Project Supported by National Natural Science Foundation of China51201182

在线出版日期：2014-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：495-502