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一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法
| 专利名称： | 一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法 |
| 摘要： | 本发明公开了一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，包括对参考试块依次进行超声检测和金相制样，提取超声特征参数和晶粒尺寸；对超声特征参数进行归一化，设定类圆映射参数，并使用类圆映射方法将归一化后的超声特征参数全部投影至类圆空间，构建投影多边形并提取二阶超声特征参数；构建面向晶粒尺寸的高阶多项式拟合模型，并利用晶粒尺寸与二阶超声特征参数进行拟合；设定拟合误差为优化目标，并通过对类圆映射参数调整进行优化；当优化目标达到最小时，确定最佳的拟合模型参数和最佳的类圆映射参数，建立类圆映射超声评价模型。本发明通过类圆映射方法提取二阶超声特征参数，能够有效利用全部超声信息，从而提高了评价方法的精确性。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 申请人： | 南昌航空大学 |
| 发明人： | 陈昊;兰金明;黎明;李凌;李军华;张聪炫 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 1900-01-20T16:00:00+0805 |
| 发布日期： | 1900-01-20T21:00:00+0805 |
| 申请号： | CN201911296322.4 |
| 公开号： | CN111044614A |
| 代理机构： | 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) |
| 代理人： | 曹鹏飞 |
| 分类号： | G01N29/07;G01N29/11;G01N29/30;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/07;G01N29/11;G01N29/30;G01N29/44 |
| 申请人地址： | 330063 江西省南昌市丰和南大道696号 |
| 主权项： | 1.一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、对参考试块依次进行超声检测和金相制样，并对应提取超声特征参数和晶粒尺寸； S2、对所述超声特征参数进行归一化，设定类圆映射参数，构建类圆空间形成维度锚点，并使用类圆映射方法将归一化后的超声特征参数全部投影至所述类圆空间形成投影点，基于所述投影点构建投影多边形并提取二阶超声特征参数； S3、构建面向晶粒尺寸的高阶多项式拟合模型，并利用所述晶粒尺寸与所述二阶超声特征参数进行拟合； S4、设定拟合误差为优化目标，并通过对所述类圆映射参数调整进行优化； S5、当所述优化目标达到最小时，确定最佳的拟合模型参数和最佳的类圆映射参数，建立类圆映射超声评价模型； S6、利用所述类圆映射超声评价模型对测试试块进行晶粒尺寸评价，并对比金相制样测得的晶粒尺寸误差大小验证模型的准确性。 2.根据权利要求1所述的一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤： S21、将所述超声特征参数以变量的形式表示为P＝(P1,P2,...,PM)，M表示超声特征参数的维数，对P进行归一化处理得到P*＝(P1*,P2*,...,PM*),为P*的第m维，1≤m≤M，pnm为的第n个样本，1≤n≤N，N表示超声特征参数的样本数； S22、将归一化后的超声特征参数P*按照维数进行排序，将排序结果以行的形式记入顺序矩阵同时按照排序结果更新P*； 依照排序，设定P*中对应维数的超声特征参数在圆弧上所占的权重，并计算出对应的投影夹角，以行的形式记入夹角矩阵 在二维直角坐标系中以O为圆心，作一个半径为R的单位圆，将P*的维度以锚点形式依次分布在圆弧C上，其维度锚点的坐标表示为： Em＝(Emx,Emy)＝(R*cos(αm),R*sin(αm)) (1) 式中，Emx为维度锚点Em的横坐标,Emy为维度锚点Em的纵坐标，为维度锚点与直角坐标系水平轴的夹角，其中，w为P*中对应维数的超声特征参数在圆弧上所占权重，且θ为相邻两个维度锚点间的夹角，且 S23、在每个维度锚点到圆心的连线上，设定相应投影点在此连线上的距离权重，确定超声特征参数投影点的位置，并记入半径矩阵将P*中的所有样本依次投影至类圆空间形成N*M个投影点； 其中，任意投影点均在类圆空间圆心O与维度锚点Em的连线上，投影点到圆心O的距离其计算公式如下： 式中，pnm为P*的第n个样本、第m维的值，rm为在对应连线上的权重，0≤rm≤R，R表示单位圆的半径，n＝1,...,N，m＝1,...,M； 投影点的坐标表示为： 式中，为投影点的横坐标，为投影点的纵坐标，n＝1,...,N，m＝1,...,M； S24、依次连接投影点构成多边形该多边形与超声特征参数形成一一对应关系； 将多边形采取分割法分解为M个三角形这M个三角形的面积和即为二阶超声特征参数面积S；通过计算相邻两个投影点之间的直线距离并相加求和即为二阶超声特征参数周长L，其具体计算公式如下： 式中，L表示二阶超声特征参数周长，S表示二阶超声特征参数面积，lnm(m+1)表示第m个投影点到第m+1个投影点之间的距离，lnM1表示第M个投影点到第1个投影点之间的距离； 其中，n＝1,...,N，m＝1,...,M。 3.根据权利要求2所述的一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，其特征在于，所述S3中，面向晶粒尺寸的高阶多项式拟合模型具体为： 式中，L、S分别为二阶超声特征参数周长、面积，λ0、λkr为待定的拟合模型参数，n为拟合模型的最高阶数，Q*表示拟合作用下形成新的晶粒尺寸。 4.根据权利要求3所述的一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，其特征在于，所述S4中所设定的优化目标具体为： 式中，为平均绝对误差，N表示了超声特征参数所包含的样本个数，Q为实际测量的晶粒尺寸，Q*为模型拟合的晶粒尺寸； 利用灰狼优化算法对优化目标进行优化。 5.根据权利要求4所述的一种高温合金晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法，其特征在于，所述S5具体为： 当优化目标达到最小值，确定此时的类圆映射参数和拟合模型参数，优化目标问题式具体如下所示 式中，λ、ζ分别表示了最佳的拟合模型参数和类圆映射参数，表示拟合过程中的平均绝对误差。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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