基于半解析模型的涡流传感器优化设计与实验研究

摘要

针对飞机金属螺栓孔连接结构疲劳裂纹的特点与实时监测的需求,提出了一种基于柔性平面的涡流阵列传感器,设计了疲劳裂纹扩展实时监测方案,构建了传感器损伤监测半解析模型,搭建了基于涡流阵列传感器的疲劳裂纹扩展实时监测平台.通过对涡流阵列传感器的仿真和基于涡流阵列传感器的疲劳裂纹扩展实验研究,确定了传感器的监测灵敏度,优化了传感器的特征参数.研究结果表明:传感器基材层阻碍了感应线圈与激励线圈的耦合,基材层应尽量薄.当涡流阵列传感器导电层厚度为0.12～0.18mm,激励线圈的最优宽度为0.8mm,感应线圈的最佳厚度为0.5 mm时,传感器的损伤监测灵敏度最高.