[发明专利]一种斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法

权利要求书

1.一种斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，以工件曲面圆心为原点O，以原点O与曲折线圈的首根导线截面中心点的连线为y轴，构建二维直角坐标系，并使曲折线圈其余各根导线截面中心点沿顺时针方向分布在所述二维直角坐标系第一象限内的工件曲面外壁上；

步骤S2，根据曲折线圈产生的SV波在二维直角坐标系中的聚焦点坐标计算曲折线圈的最大宽度设计极限值；

步骤S3，根据最大宽度设计极限值计算曲折线圈各根导线截面中心点坐标；

步骤S4，根据计算出的曲折线圈各根导线截面中心点坐标完成曲面曲折线圈的设计；

所述步骤S2中，根据曲折线圈产生的SV波在二维直角坐标系中的聚焦点坐标计算曲折线圈的最大宽度设计极限值包括：

步骤S21，计算经过原点O与聚焦点坐标(x_F,y_F)的直线l₁：

步骤S22，计算直线l₁与工件曲面外壁的相交点(x_max，y)，所述相交点(x_max，y)为曲折线圈的最大宽度设计极限值。

2.根据权利要求1所述的斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据最大宽度设计极限值计算曲折线圈各根导线截面中心点坐标包括：

步骤S31，根据工件的曲面半径R₁和聚焦点坐标(x_F,y_F)计算曲折线圈首根导线截面中心点到聚焦点的距离r₁，所述

步骤S32：根据首根导线截面中心点到聚焦点的距离r₁计算第i根导线截面中心点到聚焦点的距离r_i，所述其中，c为横波在工件中的传播速度，所述f为线圈激励频率；

步骤S33，根据第i根导线截面中心点到聚焦点的距离r_i和最大宽度设计极限值(x_max，y)计算第i根导线截面中心点横坐标x_i，并结合外圆方程计算出第i根导线截面中心点坐标(x_i,y_i)，其中

当0≤x_i≤x_F时，第i根导线截面中心点横坐标

当x_Fx_i≤x_max时，第i根导线截面中心点横坐标

3.如权利要求1所述的斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，还包括步骤S5：通过坐标旋转将曲折线圈在曲面上的各根导线截面中心点坐标展开为平面坐标，并根据所述平面坐标设计平面曲折线圈。

4.如权利要求3所述的斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述旋转为逆时针旋转，所述曲折线圈在曲面上的第i根导线截面中心点坐标与其展开后的平面坐标对应关系为：展开后的横坐标为：L_i＝R₁*α_i，展开后的纵坐标为R₁，所述x_i、y_i为曲折线圈在曲面上的第i根导线截面中心点坐标，α_i为原点和第i根导线截面中心点连线与y轴的夹角。

5.如权利要求1所述的斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，所述曲折线圈的长度方向与曲面金属工件的长度方向平行。

6.如权利要求1所述的斜入射线聚焦SV波曲面曲折线圈的设计方法，其特征在于，所述曲折线圈为单或多层，单匝或多匝。