Studying the computational resource demands of mathematical models for moving surface eddy current probes for synthesis problems

Abstract

Виконано розрахунок розподiлу щiльностi вихрових струмiв для трьох типiв котушок збудження рухомих накладних вихрострумових перетворювачiв, зокрема кру- гової, прямокутної, ортогонально-прямокутної форм, за формулами «точних» електродинамiчних математич- них моделей iз врахуванням ефекту швидкостi. Встановлено час розрахунку для котушки збуджен- ня кругової форми iз площею зони контролю 50×50 мм при швидкостi υx=40 м/с, який складає вiд 8 до 20 годин. Час розрахунку для котушки збудження прямокутної форми при швидкостi по двом складовим υx, υy=20 м/с iз площею зони контролю 80×48 мм складає вiд 8 до 9 годин. Для котушки збудження ортогонально-прямо- кутної форми розмiром 12×12 мм час розрахунку iз пло- щею зони контролю 15×35 мм при швидкостi по двом складовим υx, υy=40 м/с складає понад 7 годин; а для котушки розмiром 12×24 мм при υx, υy=40 м/с – скла- дає понад 9 годин. Виявлено, що обчислювальна склад- нiсть розрахунку розподiлу щiльностi вихрових струмiв за «точними» математичними моделями при змiнi навiть двох просторових координат у зонi контролю є досить великою. Тобто використовувати «точнi» математичнi моделi безпосередньо, розраховуючи значення розподiлу щiльностi вихрових струмiв в точках контрольованої зони, недоцiльно з огляду на значну ресурсоємнiсть обчислювального процесу. Обґрунтовано необхiднiсть використання для проек- тування вихрострумових перетворювачiв з однорiдним розподiлом щiльностi вихрових струмiв в зонi контролю математичного апарату сурогатної оптимiзацiї. Дане дослiдження є корисним для спецiалiстiв з неруй- нiвного контролю в галузi машинобудування. Результати дослiджень можна застосовувати для вдосконалення конструкцiй вихрострумових перетворювачiв з покра- щеними метрологiчними характеристиками, зокрема однорiдна чутливiсть, локалiзацiя зондуючого поля збуд- ження, пiдвищена завадозахищенiсть, можливiсть позбу- тися проявiв крайового ефекту при контролi