[发明专利]一种镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法

说明书

本发明公开了一种镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法，步骤为对合金试块进行晶粒尺寸和超声参数的提取，对所采集数据进行归一化处理后，高维多特征参数结合HDMR高维模型表达技术，将多个超声参数引起的高维问题转化为一系列低维问题求和，建立晶粒尺寸与超声特征参数的评价模型，针对HDMR模型采用Cut‑HDMR进行求解，求解响应函数利用支持向量机技术确定模型参数，一阶和二阶模型响应函数线性相加，建立镍基高温合金晶粒尺寸的高维超声评价模型。本发明构造的高维超声评价模型，综合的考虑了超声特征参数信息，有效的提高了评价精度。

技术领域

本发明涉及合金晶粒尺寸测量技术领域，更具体的说涉及一种镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法。

背景技术

高温合金因其制作成本低、抗氧化和耐腐蚀能力强，广泛应用于航空发动机机匣和工业燃气涡轮机制作的原材料，而高温合金在制作过程中，微观组织结构易受高温的影响，其晶粒尺寸是表征合金微观结构的重要参数，为保障合金的可靠性，对不同温度和形变量下的晶粒尺寸检测就显得极其重要。在检测过程中，晶粒尺寸检测方法常采用无损检测中的超声检测法，其能够检测材料微观结构。此法穿透能力强、且不需对材料破坏。

晶粒尺寸评价方法包含超声声速法，超声衰减系数法等单参数评价方法。为进一步提高检测准确度，目前有多参数评价方法计算超声参数之间的相关性，通过度量原则实现多个参数间的融合，再构造拟合模型构能够有效提高精度，晶粒尺寸的多种参数输入超声检测方法就具有更好的应用前景，但此类方法依旧面临着材料组织结构超声参数输入众多，评价模型维度呈指数增长，模型构造困难，多参数评价法就将出现多维数(维度灾难)问题。即构建利用多特征参数信息对高温合金晶粒尺寸评价即存在模型构建困难问题。

因此，提供一种对多参数评价模型构造，提高晶粒尺寸超声评价精度的种镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了利用超声法检测高温合金晶粒尺寸时，能够准确、高效、无损测量其晶粒尺寸的镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种镍基合金晶粒尺寸的高维超声评价方法，包括以下步骤：

S1、依次对参考试块进行金相制样与超声检测，测量相应的平均晶粒尺寸并记录超声特征参数；

S2、构造超声评价参数，根据相关性原则选取超声参数，并对其进行归一化处理，设定为高维参数样本空间；

S3、根据HDMR高维模型表达技术，其层次结构基于Cut-HDMR思想构建分量响应函数，并利用SVM方法进行拟合，构建镍基合金晶粒尺寸高维超声评价模型；

S4、根据镍基合金晶粒尺寸高维超声评价模型对测试块进行晶粒尺寸评价与验证。

进一步，上述S2中所述超声参数包括声速、衰减系数、非线性系数和基波幅值。

更进一步，上述S2中，将选取的超声参数变量输入空间归一化，利用0-1归一化，其式为：

将超声参数变量空间设为：

Ω＝{X＝(x₁,x₂,x₃,x₄)∈R⁴,0＜x_i＜1}   (2)。

其中x₁为声速，x₂为衰减系数，x₃为非线性系数，x₄为基波幅值。

采用上述进一步的方案的有益效果在于：将不同量纲下的超声参数归一在规定的范围内，有利于分析数据和建模。