[發(fā)明專利]一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910671410.1
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110414122B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂君;蔡卓越;宋小春;張旭;徐煦源;文輝
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔;劉代樂

1.一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，以工件曲面圓心為原點(diǎn)O，以原點(diǎn)O與曲折線圈的首根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)的連線為y軸，構(gòu)建二維直角坐標(biāo)系，并使曲折線圈其余各根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)沿順時針方向分布在所述二維直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的工件曲面外壁上；

步驟S2，根據(jù)曲折線圈產(chǎn)生的SV波在二維直角坐標(biāo)系中的聚焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算曲折線圈的最大寬度設(shè)計(jì)極限值；

步驟S3，根據(jù)最大寬度設(shè)計(jì)極限值計(jì)算曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟S4，根據(jù)計(jì)算出的曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)完成曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)；

所述步驟S2中，根據(jù)曲折線圈產(chǎn)生的SV波在二維直角坐標(biāo)系中的聚焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算曲折線圈的最大寬度設(shè)計(jì)極限值包括：

步驟S21，計(jì)算經(jīng)過原點(diǎn)O與聚焦點(diǎn)坐標(biāo)(x_F,y_F)的直線l₁：

步驟S22，計(jì)算直線l₁與工件曲面外壁的相交點(diǎn)(x_max，y)，所述相交點(diǎn)(x_max，y)為曲折線圈的最大寬度設(shè)計(jì)極限值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S3中，根據(jù)最大寬度設(shè)計(jì)極限值計(jì)算曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)包括：

步驟S31，根據(jù)工件的曲面半徑R₁和聚焦點(diǎn)坐標(biāo)(x_F,y_F)計(jì)算曲折線圈首根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)到聚焦點(diǎn)的距離r₁，所述

步驟S32：根據(jù)首根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)到聚焦點(diǎn)的距離r₁計(jì)算第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)到聚焦點(diǎn)的距離r_i，所述其中，c為橫波在工件中的傳播速度，所述f為線圈激勵頻率；

步驟S33，根據(jù)第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)到聚焦點(diǎn)的距離r_i和最大寬度設(shè)計(jì)極限值(x_max，y)計(jì)算第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)橫坐標(biāo)x_i，并結(jié)合外圓方程計(jì)算出第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)(x_i,y_i)，其中

當(dāng)0≤x_i≤x_F時，第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)橫坐標(biāo)

當(dāng)x_Fx_i≤x_max時，第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)橫坐標(biāo)

3.如權(quán)利要求1所述的斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，還包括步驟S5：通過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將曲折線圈在曲面上的各根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)展開為平面坐標(biāo)，并根據(jù)所述平面坐標(biāo)設(shè)計(jì)平面曲折線圈。

4.如權(quán)利要求3所述的斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S5中，所述旋轉(zhuǎn)為逆時針旋轉(zhuǎn)，所述曲折線圈在曲面上的第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)與其展開后的平面坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系為：展開后的橫坐標(biāo)為：L_i＝R₁*α_i，展開后的縱坐標(biāo)為R₁，所述x_i、y_i為曲折線圈在曲面上的第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)坐標(biāo)，α_i為原點(diǎn)和第i根導(dǎo)線截面中心點(diǎn)連線與y軸的夾角。

5.如權(quán)利要求1所述的斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述曲折線圈的長度方向與曲面金屬工件的長度方向平行。

6.如權(quán)利要求1所述的斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述曲折線圈為單或多層，單匝或多匝。