涡流无损检测是五大常规无损检测技术之一,以其特有的优势,在工业领域扎根。本文以涡流探伤为契机,概述涡流检测技术的优势,罗列国内外涡流检测技术发展概况及现状,以涡流检测系统数学模型为重心进行建模仿真计算与分析,纵观国内外研究方向以及研究成果,在前人的基础上提出缺陷定量分析的新思路。为了建立正确的数学模型,从电磁学基本理论出发,结合电涡流传感器的基本工作原理,说明涡流探伤的实质就是线圈阻抗产生的变化,从而引起电信号输出发生变化。介绍涡流探伤的等效电路图,推导涡流传感器工作时的等效电阻方程式,选用适合本文检测的放置式线圈探头,阐述制约放置式探头线圈检测的因素。借助麦克斯韦方程和电磁场之间隐含关系,推导涡流磁场参量表达式。详细介绍ANSYS电磁学建模仿真中常用的边界条件,搭建场路耦合的三维涡流探伤模型,对槽形裂纹缺陷的长度,宽度和半径进行仿真分析与计算,归纳总结裂纹缺陷变化时检测线圈输出电压的规律,从裂纹体积与电动势差值的关系出发,对仿真数据进行拟合与计算验证,对公式计算结果与有限元计算结果进行比较,说明误差情况。探头线圈作为涡流传感器的核心部件,其分辨率尤为重要。采用ANSYS建立三维数学模型,对圆柱形激励线圈的几何结构参数进行仿真与计算,推导激励线圈的内外半径之差、厚度、等效半径三个几何结构参数与被测体上磁感应强度以及磁感应强度变化率的关系,通过理论值与仿真值的对比,为数学模型的正确性提供佐证。通过上述的仿真计算,采用圆柱形探头对不锈钢钢辊缺陷进行检测,完成钢辊表面缺陷的定量评估,证明缺陷体积在一定范围内,可以根据拟合公式的计算,确定裂纹情况;说明探头线圈的几何结构参数对分辨率的影响,并且可以通过仿真计算科学选择分辨率较高的线圈探头对缺陷进行探伤检测;仿真求解后的效果图与理论和公式推导出来的计算结果证明,所建数学模型的正确性和可行性。