GH4169晶粒的超聲波評價

鎳基高溫合金GH4169具有良好的高溫強度和抗氧化腐蝕性能，廣泛應用于航空發動機渦輪盤、機箱等重要熱端部件，但在制造和服務過程中不可避免地會出現磨損、疲勞裂紋等損傷故障，其機械性能受晶粒尺寸的影響顯著，因此對其部件進行晶粒尺寸檢測是重要的質量控制環節。GH4169組織結構復雜，對檢測方法提出了更高的要求。晶粒尺寸對衰減系數、背散射系數和相對非線性系數等多個超聲波特征參數有不同程度的影響，超聲波檢測方法具有正確評價GH4169晶粒尺寸的潛力。

聲速、衰減系數等傳統的單參數評價方法已經證不能有效評價鎳基高溫合金的組織結構，有研究通過提取新的超聲波特征參數來降低評價誤差。宋永鋒等考慮到背散射信號中的噪聲對評價準確性的影響，引入經驗模式分解過濾背散射信號中的噪聲信號，獲得靈敏度高的特征信號，建立晶粒尺寸的評價模式。Li等分別對一次、二次底波進行頻譜分析，計算對晶粒尺寸變化敏感的能量衰減系數頻段，并與SVR結合表示晶粒尺寸。雷洋等利用晶粒尺寸與超聲速和衰減系數的關系，對2219鋁合金鑄錠的晶粒尺寸進行了無損評價。

材料組織結構的變化會導致各種超聲波特征參數的同時變化，利用兩個以上的超聲波特征參數協同評價晶粒尺寸更加先進。李雄兵等借助一次、二次底波相對于表面波的衰減特性，推算出融合聲速和衰減系數的新特征量超聲衰減速率，利用透射系數和反射系數進行修正。殷安民等提出能量衰減特性分析法，結合超聲波頻率和衰減率，有效提高了平均晶粒尺寸的計算精度。董金龍等根據相關原則篩選超聲波參數，擬合獲得的單維特征參數和晶粒尺寸，構建準確性高的多參數超聲波評價模型。

對晶粒尺寸進行多參數評價時，參數集的選擇是重要環節之一，利用相關原則的選擇方法容易發生選擇的特征維度高、重要信息丟失等問題，需要構建能夠利用所有特征信息、更普及的晶粒尺寸超聲波評價方法。類圓映射方法能夠有效處理高維度特征空間的數據，能夠將數據從高維度空間映射到低維度內空間，通過改變徑向半徑、錨點位置等設定獲得不同的映射方案，為利用所有特征參數提取新的二級特征量提供了新的技術手段。

使用所有超聲波特征參數提高GH4169晶粒尺寸超聲波評價的正確性和魯棒性為目標，利用類圓映射方法將所有參數投射到二維圓內空間，構建投射多邊形，提取具有全球超聲波信息的新特征，并與晶粒尺寸進行高級多項模擬，將評價問題轉化為誤差最小目標、類圓映射參數作為設計變量的優化問題，最后利用狼群優化算法解決最終的所有參數超聲波評價模型