[發明專利]一種提高金屬與非金屬粘接質量聲激勵檢測精度的方法

有效

• 申請號: 201410039232.8
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103743822A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 楊風暴;吉琳娜;王肖霞;彭智浩;李大威;馮裴裴
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及無損檢測領域中的粘接質量檢測方法，具體為一種提高金屬與非金屬粘接質量聲激勵檢測精度的方法。

背景技術

金屬與非金屬材料粘接結構在航空航天、核工業、化工、石油及其他國防和民用領域具有廣泛的應用，如：飛機蒙皮的粘接、制動裝置的非金屬剎車材料與金屬粘接構件的粘接、輸油管道與其仿腐蝕材料的粘接、大型油壓機臺面與支柱的粘接等。在這些應用中對金屬與非金屬之間的粘接質量要求較高，若粘接質量不高有時將會引發嚴重的事故，如：制動失靈、飛行事故等,因此粘接質量的檢測在相關的生產及使用行業占據很重要的位置。

當粘接構件的尺寸、材料以及粘接工藝一定時，工程上粘接結構質量的好壞主要體現為粘接構件承受拉脫力的大小。聲激勵檢測技術作為金屬與非金屬粘接檢測的一種常用手段，即通過對粘接構件的非金屬部分施加微力，陣列傳感器同時獲取粘接部位受力過程中發出的聲陣列信號，經過多路信號放大器和信號采集系統將獲得的聲陣列信號送入計算機，提取粘接特征，通過人工神經網絡、數據融合處理，預報出粘接構件承受拉脫力的大小。在檢測過程中，由于各粘接特征從不同側面、不同程度上反映了粘接質量的狀況，且各粘接特征對粘接質量的影響程度不同，現有方法將不同粘接特征做等同處理，使得拉脫力的預報誤差增大，同時降低了粘接質量檢測的精度。

發明內容

本發明為了解決現有的檢測金屬與非金屬粘接質量的聲激勵檢測方法檢測精度低的問題，提供了一種提高金屬與非金屬粘接質量聲激勵檢測精度的方法。

本發明是采用如下的技術方案實現的：一種提高金屬與非金屬粘接質量聲激勵檢測精度的方法，包括以下步驟：

S1：選擇至少四種粘接構件，其中每種粘接構件可以和剩余的粘接構件中的至少兩種粘接構件的粘接面積和剪切強度的一個相同；

S2：用陣列傳感器采集上述粘接構件的聲陣列信號；

S3：分別提取陣列傳感器中各個傳感器的粘接特征：對各個傳感器采集到的不同粘接構件的聲陣列信號分別進行時域、頻域和倒譜域分析，得到不同粘接構件的預選特征，比較粘接面積和剪切強度中有一個相同的不同粘接構件之間的預選特征，若預選特征的差值隨著粘接面積和剪切強度中任意一個量的單增或単減的變化的趨勢相同，將滿足這一條件的預選特征作為粘接特征；

S4：確定各個傳感器中粘接特征的權值：由于聲陣列信號采集和粘接特征提取中的不確定性，粘接特征服從可能性分布，對于n個粘接特征，其對應的可能性分布為π₁,π₂,…,π_n，計算兩兩之間的相似測度，從而得到n個粘接特征的相似測度矩陣：然后采用對數回歸方法，來確定各粘接特征可能性分布的權重向量，使得對數誤差平方和最小，即使得取得最小值，從而得到最優的w_i（i=1,2,…,n），w_i為第i個粘接特征的權重；

S5：將各個傳感器的粘接特征和與粘接特征的對應的權重輸入到人工神經網絡，人工神經網絡輸出由各個傳感器得到的粘結結構承受承受拉脫力的大??；

S6：將各個傳感器得到拉脫力進行融合，得到最終的拉脫力。

本發明首先對進行檢測的粘接構件進行了優選，相互比較的粘接構件之間可以在其中一個可控量相同的情況下，得到由另一個可控量變化帶來的不同結果，進而可以準確的選擇出粘接特征；在選取粘接特征時，將預選特征之間的差值隨著粘接面積和剪切強度中任意一個量的單增或單減的變化的趨勢相同的預選特征作為粘接特征，這樣選取排除了偶然因素，可以選出真正的粘接特征；特別地，計算出了選出的粘接特征之間的相似性，從而得出各個粘接特征的權重，將不同粘接特征做不同處理，主要粘接特征賦予的權重較高，而次要粘接特征的權重較低，體現了主要粘接特征和次要粘接特征對粘接質量檢測的不同作用，減少拉脫力的預報誤差，同時大大降低了粘接質量檢測的精度；各粘接特征從不同側面、不同程度上反映了粘接質量的狀況，因此得出的最終的拉脫力更精確。

上述的一種提高金屬與非金屬粘接質量聲激勵檢測精度的方法，差值趨勢相同、且差值的絕對值大于10%的預選特征選為粘接特征，進而最終得出的拉脫力更精確。

將不同粘接特征做不同處理，主要粘接特征賦予的權重較高，而次要粘接特征的權重較低，體現了主要粘接特征和次要粘接特征對粘接質量檢測的不同作用，減少拉脫力的預報誤差，同時大大提高了粘接質量檢測的精度。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖。

圖2為傳感器采集聲陣列信號的狀態圖。