[發明專利]一種高溫合金晶粒尺寸的類圓映射超聲評價方法

有效

• 申請號: 201911296322.4
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111044614B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 陳昊;蘭金明;黎明;李凌;李軍華;張聰炫
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/11;G01N29/30;G01N29/44
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種高溫合金晶粒尺寸的類圓映射超聲評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對參考試塊依次進行超聲檢測和金相制樣，并對應提取超聲特征參數和晶粒尺寸；

S2、對所述超聲特征參數進行歸一化，設定類圓映射參數，構建類圓空間形成維度錨點，并使用類圓映射方法將歸一化后的超聲特征參數全部投影至所述類圓空間形成投影點，基于所述投影點構建投影多邊形并提取二階超聲特征參數，所述二階超聲特征參數為投影多邊形的周長和面積；

S3、構建面向晶粒尺寸的高階多項式擬合模型，并利用所述晶粒尺寸與所述二階超聲特征參數進行擬合；

S4、設定擬合誤差為優化目標，并通過對所述類圓映射參數調整進行優化；

S5、當所述優化目標達到最小時，確定最佳的擬合模型參數和最佳的類圓映射參數，建立類圓映射超聲評價模型；

S6、利用所述類圓映射超聲評價模型對測試試塊進行晶粒尺寸評價，并對比金相制樣測得的晶粒尺寸誤差大小驗證模型的準確性。

2.根據權利要求1所述的一種高溫合金晶粒尺寸的類圓映射超聲評價方法，其特征在于，所述S2具體包括以下步驟：

S21、將所述超聲特征參數以變量的形式表示為P＝(P₁,P₂,...,P_M)，M表示超聲特征參數的維數，對P進行歸一化處理得到P^*＝(P₁^*,P₂^*,...,P_M^*),為P^*的第m維，1≤m≤M，p_nm為的第n個樣本，1≤n≤N，N表示超聲特征參數的樣本數；

S22、將歸一化后的超聲特征參數P^*按照維數進行排序，將排序結果以行的形式記入順序矩陣同時按照排序結果更新P^*；

依照排序，設定P^*中對應維數的超聲特征參數在圓弧上所占的權重，并計算出對應的投影夾角，以行的形式記入夾角矩陣

在二維直角坐標系中以O為圓心，作一個半徑為R的單位圓，將P^*的維度以錨點形式依次分布在圓弧C上，其維度錨點的坐標表示為：

E_m＝(E_mx,E_my)＝(R*cos(α_m),R*sin(α_m)) (1)

式中，E_mx為維度錨點E_m的橫坐標,E_my為維度錨點E_m的縱坐標，為維度錨點與直角坐標系水平軸的夾角，其中，w為P^*中對應維數的超聲特征參數在圓弧上所占權重，且θ為相鄰兩個維度錨點間的夾角，且

S23、在每個維度錨點到圓心的連線上，設定相應投影點在此連線上的距離權重，確定超聲特征參數投影點的位置，并記入半徑矩陣將P^*中的所有樣本依次投影至類圓空間形成N*M個投影點；

其中，任意投影點均在類圓空間圓心O與維度錨點E_m的連線上，投影點到圓心O的距離其計算公式如下：

式中，p_nm為P^*的第n個樣本、第m維的值，r_m為在對應連線上的權重，0≤r_m≤R，R表示單位圓的半徑，n＝1,...,N，m＝1,...,M；

投影點的坐標表示為：

式中，為投影點的橫坐標，為投影點的縱坐標，n＝1,...,N，m＝1,...,M；

S24、依次連接投影點構成多邊形該多邊形與超聲特征參數形成一一對應關系；

將多邊形采取分割法分解為M個三角形這M個三角形的面積和即為二階超聲特征參數面積S；通過計算相鄰兩個投影點之間的直線距離并相加求和即為二階超聲特征參數周長L，其具體計算公式如下：

式中，L表示二階超聲特征參數周長，S表示二階超聲特征參數面積，l_nm(m+1)表示第m個投影點到第m+1個投影點之間的距離，l_nM1表示第M個投影點到第1個投影點之間的距離；

其中，n＝1,...,N，m＝1,...,M。