[發(fā)明專利]一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法

在審

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• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111366635A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 蔣勉;鄺應煒;柴牧;盧清華;王宇華
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

1.一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，所述葉片裂紋定位方法包括：

步驟1，在葉片上布置等間距分布標記點，并確定標記點位置；

步驟2，針對具有疲勞裂紋的葉片結構，采集所述葉片在隨機信號激勵下各所述標記點位置的振動響應信號；

步驟3，根據隨機信號激勵條件下各標記點位置的非線性振動響應信號進行信號預處理；

步驟4，針對每一個標記點位置的預處理振動信號采用替代數據法計算非線性指數，得到與標記點位置對應的非線性指數序列；

步驟5，檢索得到的非線性指數序列的最大值，實現裂紋區(qū)域的準確定位。

2.根據權利要求1所述的一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，在步驟4中，針對每一個標記點位置的預處理振動信號采用替代數據法計算非線性指數的具體方法為：

步驟4a，計算某標記點測試得到的振動信號的預測誤差平方和；

步驟4b，產生若干個替代數據近似原振動信號，且分別計算每個替代數據產生時的預測誤差平方和；

步驟4c，計算替代數據預測誤差平方和的平均值，并利用基于3-sigma測試的統(tǒng)計方法計算非線性指數。

3.根據權利要求2所述的一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，在步驟4a中，計算某標記點測試得到的振動信號的預測誤差平方和的具體方法為：

對于振動信號y(1),y(2),…,y(N)

構造相空間重構矩陣其中N為振動時間序列長度，E為嵌入維數；

令矩陣Y的第i行為y_i，尋找k個在范數意義下與y_i距離最近的行向量即在滿足|j_p-i|＞E/2的限制條件下得到k個最小范數值其中||·||表示范數；

計算振動信號y(1),y(2),…,y(N)的預測誤差平方和為：

其中H為矩陣Y的行數。

4.根據權利要求3所述的一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，在步驟4b中，產生若干個替代數據近似原振動信號y(1),y(2),…,y(N)的具體方法為：

假定N為偶數，φ_k,k＝1,2,…,(N/2-1)表示在[0,2π]內的隨機相位，DFT和IDFT表示離散傅里葉變換和離散傅里葉逆變換；

令z＝DFT(y(1),y(2),…,y(N))，z[i]表示z的第i個位置，

則替代數據＝IDFT(z_surr)。

5.根據權利要求4所述的一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，在步驟4c中，計算替代數據預測誤差平方和的平均值，并利用基于3-sigma測試的統(tǒng)計方法計算非線性指數δ通過公式以及計算而得，其中M為替代數據的個數，Γ為振動信號y(1),y(2),…,y(N)的預測誤差平方和，表示替代數據預測誤差平方和的平均值，σ_μ表示M個替代數據預測誤差平方和μ₁,μ₂,…,μ_M的標準差。

6.根據權利要求5所述的一種基于替代數據法計算非線性指數的葉片裂紋定位方法，其特征在于，在步驟5中，檢索得到的非線性指數序列的最大值，實現裂紋區(qū)域的準確定位的方法為：假定對應到標記點計算得到的非線性指數為δ₁,δ₂,…,δ_N，找到某個k使得δ_k＝max{δ₁,δ₂,…,δ_N}，則裂紋存在的區(qū)域是在第k-1個標記點到第k個標記點中間。