[發明專利]一種用于金屬外殼下層弱受力區域定位及尺寸判定方法

有效

• 申請號: 201910062132.X
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109738526B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 程玉華;張睿恒;周權;陳志強;白利兵;田露露;邵晉梁;盛瀚民;米金華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N29/09
• 分類號: G01N29/09;G01N29/04;G01M13/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種用于金屬外殼下層弱受力區域定位及尺寸判定方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、對被測試件表面進行區域劃分

(1.1)、將被測試件表面劃分為n×n個小區塊，記為S_ij，每個小區塊S_ij的面積為L×L，其中，i,j∈{1,2,…,n}，i為行數，j為列數，L為小區塊邊長；

(1.2)、設弱受力區域為閉合區域，最小弱受力區域的尺寸為L_w×L_w，L_w為最小弱受力區域邊長，小區塊面積為最小弱受力區域面積的k倍，0＜k≤1；

(2)、獲取弱受力區域的邊界定位參考數組

(2.1)、放置兩個聲換能器于弱受力區域的邊界兩側，兩個聲換能器與邊界的間距均為L/2，其中，一個聲換能器作為發送端置于弱受力區域內，另一個聲換能器作為接收端置于非弱受力區域內；

(2.2)、在發送端，聲換能器的激勵端探頭以一定頻率向被測試件發射機械波；在接收端，聲換能器的接收端探頭采集由機械波引起被測試件表面振動的振動信號，并對振動信號做頻域變換，得到對應參考頻率與參考幅值的邊界定位參考數組，記為[f_ref、A_ref]；

(3)、對弱受力區域進行初步定位

(3.1)、放置兩個聲換能器于兩個小區塊中心，其中，一個聲換能器作為發送端，另一個聲換能器作為接收端；

(3.2)、按照步驟(2.2)所述方法采集一組對應頻率與幅值的數組，記為[f₁、A₁]；然后交換發送端與接收端，按照步驟(2.2)所述方法采集另外一組對應頻率與幅值的數組，記為[f₂、A₂]；

(3.3)、小區塊掃查

以縱向方式掃查小區塊：依次選取每列中上下相鄰兩小區塊S_ij和S_i+1j，然后進行一致性分析，當相鄰兩小區塊為不一致組時，再判定不一致組數為奇數還是偶數，當不一致組數為偶數時，標記出對應相鄰兩小區塊的交線位置，當不一致組數為奇數時，則不做標記；

以橫向方式掃查小區塊：以縱向掃查標記的交線位置上方的小區塊最小行數值i_Lmin和標記交線下方的小區塊最大行數i_Lmax作為橫向掃查范圍，依次選取每行中左右相鄰的小區塊S_ij和S_ij+1，并進行一致性分析，當相鄰兩小區塊為不一致組時，再判定不一致組數為奇數還是偶數，當不一致組數為偶數時，標記出對應相鄰兩小區塊的交線位置，當不一致組數為奇數時，則不做標記；

(3.4)、分別選取數組[f₁、A₁]和[f₂、A₂]中的最大幅值及其對應頻率，記為[f_1am、A_1max]和[f_2am、A_2max]；

令h＝|f_1ma-f_2ma|，計算(f_1ma-h,f_1ma+h)和(f_2ma-h,f_2ma+h)范圍內的能量E₁,E₂；

(3.5)、設置一致性判定閾值s₁，0＜s₁＜1；當或時，判定[f₁、A₁]和[f₂、A₂]為不一致數組，將兩個數組中最大幅值較大的一組對應的小區塊記為外側，將最大幅值較小的一組對應的小區塊記為內側，然后進入步驟(4)；否則減少k值，重復步驟(3)，當k取值達到下限時仍沒有不一致數組，則判定被測試件表面沒有弱受力區域；

(4)、將標記交線作為弱受力區域的初步輪廓線

(4.1)、放置兩個聲換能器于步驟(3.5)標記的內側小區塊和外側小區塊，其中，內側小區塊放置的聲換能器作為發送端，外側小區塊放置的聲換能器作為接收端；

(4.2)、按照步驟(2.2)所述方法采集一組對應頻率與幅值的數組，記為[f₃、A₃]，再計算A₃與A_ref間的歐氏距離d₁；

(4.3)、保持發送端和接收端間距不變，將聲換能器向上或下或左或右移動小段距離，再按照步驟(2.2)所述方法分別采集上述兩種移動方式下對應頻率與幅值的數組，記為[f₄、A₄]、[f₅、A₅]，再分別計算A₄、A₅與A_ref間的歐氏距離d₂、d₃；

(4.4)、比較d₂、d₃與d₁的大小，若d₂、d₃均大于d₁，則將發送端和接收端間距中心的交線標記為調整后的輪廓線；若d₂、d₃中有一個小于d₁，則保持發送端和接收端間距不變，在小于d₁的移動方式的對應方向上繼續移動小段距離，再按照步驟(4.3)所述方法重新計算歐氏距離，如果重新計算的歐氏距離仍然小于步驟(4.3)中計算得到的歐氏距離，則繼續按照該方向進行移動，當到達移動上限時，將上限位置處移動的小段距離的間距中心點作為最終輪廓點；否則，將上一次移動的小段距離的間距中心點作為最終輪廓點；而其余情況均視為測試失效；

(5)、獲取最終弱受力區域及尺寸

將調整后的輪廓點與輪廓線連接構成的閉合區域視作為最終測得的弱受力區域，并計算出區域面積。

2.根據權利要求1所述的一種用于金屬外殼下層弱受力區域定位及尺寸判定方法，其特征在于，所述的歐氏距離d₁的計算方法為：

其中，n表示采集的幅值總個數，表示采集的第i幅值，表示第i幅值的參考值。