本论文依托国家自然科学基金项目“基于激励阵列的ACFM缺陷可视化检测技术与应用研究(50905187)”,针对ACFM技术任意方向裂纹检测的瓶颈,引入旋转磁场理论,借助瞬态仿真技术,建立ACFM正交激励下的参数化仿真模型并对探头结构进行设计,开发出基于正交激励的ACFM检测系统,运用数值仿真和系统实验相结合的方法研究了其对任意方向裂纹的检测能力。论文的主要研究成果如下:　　 (1)理论研究及激励模型的建立　　 阐述了旋转磁场理论,在前期研究的基础上,引入正交激励阵列,结合ACFM检测原理和数值计算理论,借助瞬态仿真技术建立不同空间排布下的正交激励仿真模型,分析各结构下探头的感应电磁场,最终确定激励绕组在磁芯顶部的双U型正交激励探头为最佳方案,利用该结构探头进行模拟仿真,研究表明其能够感应出随时间周期性变化的旋转磁场,且其磁场值均匀稳定,满足理论需求。　　 (2)ACFM任意方向裂纹检测的仿真分析　　 建立ACFM单激励系统和正交激励系统的参数化仿真模型,在两种参数化模型中加入从O°～90°不同角度任意方向的裂纹,计算各种模态下的检测结果并进行数据分析,查看不同探头对不同角度裂纹的检测能力。结果表明,正交激励系统对不同角度的裂纹都有相对稳定的检测能力,信号的畸变值和完整性更强,而单激励系统只能实现一定角度内斜裂纹的检测,随着角度的增加检测能力不断减小。　　 (3)基于正交激励的ACFM检测系统开发　　 系统开发中硬件方面包括基于正交激励的ACFM双U型结构探头,移相电路,正弦信号发生电路,信号调理电路和USB2086数据采集卡。软件方面由LabVIEW编制,包括数据采集程序模块和数据分析处理模块,通过软硬件的相互兼容组合完成整套ACFM正交激励检测系统的样机,对系统进行了相关测试,达到预期的实验效果,为以后的实验和进一步的系统开发奠定基础。　　 (4)基于正交激励的ACFM任意方向裂纹检测的实验研究　　 利用研发的基于正交激励的ACFM检测设备和实验室已有的单激励检测系统分别进行任意方向裂纹的实验,结果表明基于正交激励的检测系统对于不同角度的斜裂纹均具有较高的检测灵敏度,有效的突破了感应磁场方向对ACFM检测的限制,实现对任意方向裂纹的高灵敏度检测,具有较强的理论研究价值和实际意义。