宝鸡市钛程金属复合材料有限公司;宝鸡钛程压力容器设备制造有限公司何宝明获国家专利权
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龙图腾网获悉宝鸡市钛程金属复合材料有限公司;宝鸡钛程压力容器设备制造有限公司申请的专利一种复合板的检测方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120801516B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511304772.9,技术领域涉及:G01N29/04;该发明授权一种复合板的检测方法及系统是由何宝明;杨学山;何婷婷设计研发完成,并于2025-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复合板的检测方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种复合板的检测方法及系统,涉及板材检测技术领域,包括通过对复合板进行超声波扫描并划分为多个声学特性层,基于递归传递矩阵法构建声波传播模型,计算各层界面的反射系数和透射系数。采用深度学习算法结合物理约束动态修正声学参数,将修正后参数代入模型重构信号,精确定位缺陷。针对缺陷位置进行网格划分分析应力场分布,确定应力集中位置。通过调整探头参数对应力集中区域进行精细扫描,获取高分辨率数据更新缺陷分布信息。最终输出包含缺陷位置、应力集中分布及危害等级的检测数据,实现复合板缺陷的精确检测与评估。
本发明授权一种复合板的检测方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种复合板的检测方法,其特征在于,包括: 对复合板进行扫描获得超声波扫描数据,将所述复合板划分为N个声学特性层,基于递归传递矩阵方法构建声波传播模型,计算所述N个声学特性层的声波传递系数矩阵,根据所述声波传递系数矩阵计算各层界面的反射系数和透射系数,具体包括:对所述超声波扫描数据进行经验模态分解得到本征模态函数,计算所述本征模态函数的相位函数获得瞬时频率特征,将所述瞬时频率特征与所述本征模态函数的幅值平方相结合构建时频能量分布矩阵,基于所述时频能量分布矩阵的突变特征确定复合板的层间界面位置,将复合板划分为N个声学特性层;获取所述层间界面位置处的三维形貌参数,基于所述三维形貌参数构建考虑界面应力的刚度计算公式,得到表征界面接触特性的界面刚度矩阵;基于各声学特性层的波阻抗和厚度构建理想界面传递矩阵,将所述界面刚度矩阵与所述理想界面传递矩阵相乘得到声波传递系数矩阵;将所述声波传递系数矩阵代入声波传播模型,所述声波传播模型基于各声学特性层的材料参数构建;根据所述声波传播模型计算所述N个声学特性层的波数,基于所述波数计算层间界面的反射系数和透射系数; 将实测超声波扫描数据与基于所述反射系数和透射系数计算的理论波形进行对比,基于深度学习算法和物理约束动态修正各声学特性层的声学参数具体包括:将实测超声波扫描数据输入至双向长短期记忆神经网络的波形编码层,编码为波形特征向量;将所述波形特征向量输入至多尺度注意力机制层,对所述波形特征向量进行小波变换得到时频特征矩阵,基于所述时频特征矩阵构建局部注意力向量和全局注意力向量,将所述局部注意力向量与所述全局注意力向量进行自适应融合得到融合注意力向量,将所述融合注意力向量与所述波形特征向量进行逐元素乘积运算得到加权特征向量;将所述加权特征向量输入至声学参数预测网络,所述声学参数预测网络输出声学参数集,所述声学参数集包括波速参数、密度参数和衰减系数参数;基于多层级物理约束函数和波形重建误差构建优化目标函数;利用无缺陷区域的超声波数据对所述双向长短期记忆神经网络进行自监督预训练,所述自监督预训练采用波形重建任务作为预训练目标;基于所述优化目标函数对所述声学参数集进行迭代优化,当连续多次迭代的参数变化量小于预设变化阈值时停止迭代,得到修正后的声学参数集; 将修正后的声学参数代入所述声波传播模型,对所述超声波扫描数据进行信号重构,获得真实缺陷信号,根据所述真实缺陷信号确定缺陷位置坐标; 对所述缺陷位置坐标处进行网格划分,计算缺陷周围的应力场分布数据;获取所述应力场分布数据作用下缺陷区域的声学特征变化数据,确定应力集中位置,具体包括:以所述缺陷位置坐标为中心构建初始网格,计算每个网格单元在X方向和Y方向上的应力偏导数平方和的平方根得到应力梯度指标,对应力梯度指标大于预设应力梯度阈值的网格单元进行细化分割;基于细化分割后的网格计算位移分量的空间导数得到应变值,将所述应变值与材料弹性常数相乘得到应力场分布数据;根据所述应力场分布数据计算声速变化量,所述声速变化量由三个方向的主应力分量与对应声弹系数的乘积确定,根据所述声速变化量计算声阻抗修正值;提取所述声速变化量和所述声阻抗修正值对应的声学特征,构建包含声速变化率、声阻抗变化率和频谱能量分布的特征向量;计算特征向量之间的加权欧氏距离,根据每个特征点周围K个最近邻点的平均距离确定邻域半径,采用所述邻域半径对特征点进行密度聚类,将聚类结果映射回空间坐标确定应力集中位置;计算所述应力集中位置内最大应力与标称应力的比值得到应力集中系数,将实测声学特征与理论声学特征的偏差代入指数衰减函数计算置信度指标,根据所述置信度指标确定应力集中位置的可靠性; 针对所述应力集中位置调整超声波探头的发射功率和扫查间距,进行精细扫描并获取高分辨率数据,根据所述高分辨率数据更新缺陷空间分布信息; 输出检测数据,所述检测数据包含缺陷位置坐标信息、应力集中分布数据和缺陷危害等级。
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