宋永锋
,
李雄兵
,
吴海平
,
司家勇
,
韩晓芹
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00367
制备晶粒尺寸不同的In718合金试样, 采用经验模态分解(EMD)研究超声背散射信号的时频域特征, 分析晶粒尺寸对不同频段固有模态函数(IMF)的影响, 并探求各IMF信号的功率与晶粒尺寸之间的相关性. 结果表明, 原始背散射信号和IMF1信号的频带宽受晶粒尺寸变化影响均不显著; IMF2信号频域分布较为集中, 峰值频率的幅值随晶粒的增大而增大, 其功率与晶粒尺寸相关系数达0.995, 显著高于其它模态, EMD过程实质上滤除了与晶粒尺寸无关的成分. 以充分反映晶粒散射强度的IMF2成分作为晶粒尺寸评价的特征信号, 建立面向In718晶粒尺寸的超声背散射EMD评价模型. 晶粒尺寸实测结果显示, 本方法的灵敏度是传统背散射法的3.7倍; 对2个验证试样的评价误差分别为-3.72%和2.87%, 精度显著高于声速法; 与衰减法相比, 本方法无需厚度信息, 评价结果不受测厚误差的影响; 此外, 相比于金相法具有效率高及无需破坏待测件的优势.
关键词:
In718高温合金
,
晶粒尺寸
,
超声无损评价
,
背散射信号
,
经验模态分解
,
固有模态函数
李雄兵
,
宋永锋
,
倪培君
,
刘锋
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00369
用小波变换获取超声波能量的时间-尺度分布,研究衰减系数随尺度的分布规律,定义加权的超声多尺度衰减系数,结合粒子群算法设计的最优尺度组合及其归一化权重分配策略,建立晶粒尺寸的超声多尺度衰减评价模型.选用304不锈钢进行实验,其衰减系数-尺度分布图表明超声波在小尺度下衰减迅速,体现了高散射材料中衰减的频率特征;而随着试样晶粒尺寸增大,整个尺度范围内的衰减都明显加剧.实验结果显示,声速法、传统衰减法与本方法的最大系统误差分别是+12.57％,+5.85％和-1.33％.对金相法测得平均晶粒尺寸为103.5 μm的验证试样用3种方法进行评价,结果分别为(110.4±7.8),(98.2±6.6)和(101.7士3.9) μm.本方法不仅可降低系统误差,且随机误差也被小波变换的恒Q滤波特性有效抑制.
关键词:
晶粒尺寸
,
超声无损评价
,
多尺度分析
,
衰减系数
宋永锋
,
李雄兵
,
吴海平
,
司家勇
,
韩晓芹
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00367
制备晶粒尺寸不同的In718合金试样,采用经验模态分解(EMD)研究超声背散射信号的时频域特征,分析晶粒尺寸对不同频段固有模态函数(IMF)的影响,并探求各IMF信号的功率与晶粒尺寸之间的相关性.结果表明,原始背散射信号和IMF1信号的频带宽受晶粒尺寸变化影响均不显著;IMF2信号频域分布较为集中,峰值频率的幅值随晶粒的增大而增大,其功率与晶粒尺寸相关系数达0.995,显著高于其它模态,EMD过程实质上滤除了与晶粒尺寸无关的成分.以充分反映晶粒散射强度的IMF2成分作为晶粒尺寸评价的特征信号,建立面向In718晶粒尺寸的超声背散射EMD评价模型.晶粒尺寸实测结果显示,本方法的灵敏度是传统背散射法的3.7倍;对2个验证试样的评价误差分别为-3.72％和2.87％,精度显著高于声速法;与衰减法相比,本方法无需厚度信息,评价结果不受测厚误差的影响;此外,相比于金相法具有效率高及无需破坏待测件的优势.
关键词:
In718高温合金
,
晶粒尺寸
,
超声无损评价
,
背散射信号
,
经验模态分解
,
固有模态函数
