激光熔覆技術(shù)通過高能激光束將金屬粉末和基體材料快速熔融凝固的方法直接成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件,具有成形效率高和力學性能良好的特性,但其工藝參數(shù)會直接影響成形件質(zhì)量,如何在線檢測并識別加工狀態(tài)對于激光熔覆制造過程具有十分重要的意義。本文針對激光熔覆加工狀態(tài)識別及其聲發(fā)射源定位展開研究,主要工作如下:1)研究了不銹鋼板內(nèi)聲發(fā)射信號的傳播特性,獲得了傳播距離與時頻域幅值及能量衰減的關(guān)系。針對激光熔覆聲發(fā)射信號的噪聲干擾問題,分析了小波包中基函數(shù)、分解層數(shù)、閾值函數(shù)和閾值規(guī)則等參數(shù)選取對降噪效果的影響,實驗分析結(jié)果表明Coif5函數(shù)、5層分解以及Visu Shrink規(guī)則的降噪效果最優(yōu)。2)構(gòu)建了基于時域、頻域與波形參數(shù)的多域聲發(fā)射信號特征提取方法,針對激光熔覆加工狀態(tài)最終確定了14維特征矩陣,包括能量、振鈴次數(shù)、RMS、峭度、稀疏因子、樣本熵、頻帶能量熵及奇異值等。并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于相關(guān)分析的特征選取方法,并提出了基于t分布隨機鄰域嵌入（t-SNE）算法的特征優(yōu)化方法,實現(xiàn)了特征矩陣的去冗余優(yōu)化處理,能夠提高后續(xù)激光熔覆加工狀態(tài)識別的有效性。3)提出一種基于小生境粒子群（NPSO）算法參數(shù)優(yōu)化... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實際傳感器布置

第二章聲發(fā)射傳播特性和降噪研究111)兩個夾角斷鉛的能量和幅值衰減特性基本一致，均呈現(xiàn)出衰減程度隨傳播距離的增加而提高的關(guān)系，該實驗獲得的衰減曲線可用于源定位中幅值的閾值動態(tài)優(yōu)化，也能夠為傳感器陣列布置方案的設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。觀察到聲發(fā)射信號經(jīng)過200mm的傳播后，其能量幅值最多降低約15dB，考慮到實驗板長寬均為400mm，傳感器布置坐標對其接收聲發(fā)射信號的靈敏度沒有太大的影響。2)兩次斷鉛的衰減特性在200mm內(nèi)均與傳播距離近似保持線性關(guān)系，但在250mm處30°夾角斷鉛衰減曲線逐漸收斂，75°夾角斷鉛衰減曲線繼續(xù)保持線性關(guān)系，且注意到后者衰減程度始終較大。這可能是由于斷鉛實驗聲發(fā)射信號存在模態(tài)疊加，而不同角度斷鉛激發(fā)的聲發(fā)射信號各模態(tài)分量比例有差異，因此聲發(fā)射信號不能簡化為單一類型作后續(xù)處理。2.1.4聲發(fā)射信號頻域分布和衰減特性為了分析聲發(fā)射信號在各頻帶上的衰減特性，構(gòu)造切比雪夫帶通濾波器[51]單獨提取一個頻帶內(nèi)的聲發(fā)射信號。由圖2-2可見，將聲發(fā)射信號按0~500kHz的頻域范圍均勻整分如下：0~100kHz，100~200kHz，200~300kHz，300~400kHz和400~500kHz，分別定義為頻帶1~5，同時這一劃分也基本未破壞信號頻域能量的連貫性�？紤]到各點信號幅值依次衰減，需要歸一化處理各頻帶能量，觀察其所占比例變化。不銹鋼板30°和75°夾角斷鉛信號五個頻帶的歸一化能量按傳感器序號給出分別如圖2-5和圖2-6所示。由圖中可見，斷鉛聲發(fā)射信號能量主要集中在頻帶2即100~200kHz，頻帶5即400~500kHz的能量極小，同時兩次斷鉛各傳感器的頻帶能量分布呈現(xiàn)出一定的相似性。圖2-530°夾角斷鉛信號頻帶能量歸一化圖

東南大學碩士學位論文·12圖2-675°夾角斷鉛信號頻帶能量歸一化圖根據(jù)兩次斷鉛數(shù)據(jù)，比較五個頻帶和原始信號的能量衰減率曲線見圖2-7和圖2-8。由圖中可見對于兩種斷鉛角度，頻帶1和頻帶2即0~200kHz的能量衰減特性均與原始信號極為接近；頻帶3即200~300kHz的信號能量衰減曲線與原始信號走向趨勢一致，但其衰減程度遠大于后者；頻帶4和頻帶5即300~500kHz的信號能量衰減特性與原始信號相似度較弱。總體來看，各頻帶間能量衰減曲線呈現(xiàn)出“頻帶越高，衰減越快”的特性，但其最大衰減程度仍在相對可控的范圍內(nèi)。圖2-730°夾角斷鉛信號頻帶能量相對衰減率50100150200250-30-25-20-15-10-50距離/mm能量相對衰減率/dB原始數(shù)據(jù)頻帶1頻帶2頻帶3頻帶4頻帶5


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