基于多重分形理論的耐火材料聲發(fā)射信號(hào)特征提取及損傷模式識(shí)別研究.pdf

1、耐火材料組成成分復(fù)雜，屬于多孔、多相性的微觀非均質(zhì)材料。在損傷過程中所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)包含了損傷源的豐富信息。對(duì)耐火材料損傷特征進(jìn)行有效的提取，并選擇合適的分類器是實(shí)現(xiàn)其損傷模式識(shí)別的關(guān)鍵。
　　本文針對(duì)耐火材料聲發(fā)射信號(hào)具有多重分形性、非線性、非平穩(wěn)的特性，利用多重分形理論、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解相結(jié)合的方法進(jìn)行信號(hào)的特征提取，并采用支持向量機(jī)及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種分類方法進(jìn)行損傷模式的識(shí)別，對(duì)耐火材料微觀損傷的研究具有積極的意義。本文主要研

2、究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）本文以鎂碳質(zhì)耐火材料為研究對(duì)象，通過單軸壓縮試驗(yàn)?zāi)M其受壓應(yīng)力狀態(tài)下?lián)p傷狀況，并采集受壓過程中損傷聲發(fā)射信號(hào)以進(jìn)行分析。根據(jù)復(fù)合材料中不同組成成分損傷時(shí)發(fā)出的信號(hào)頻率成分與其彈性模量及密度相關(guān)，分析并分選耐火材料典型損傷信號(hào)。
　　（2）為從多重分形各項(xiàng)參數(shù)（Δα、Δf、K、MeanDq）中挑選出最佳損傷特征量，根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的特點(diǎn)建立了一系列不同頻率結(jié)構(gòu)的仿真聲發(fā)射信號(hào)，并通過仿真信號(hào)分析挑選出最佳

3、特征量，最后用實(shí)驗(yàn)信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證。分析結(jié)果表明，多重分形譜寬Δα值能夠很好表征聲發(fā)射信號(hào)的特征，最適合用作損傷特征量。
　　（3）針對(duì)聲發(fā)射信號(hào)非線性、非平穩(wěn)的特性，通過 EMD方法將信號(hào)分解為若干IMF分量，并將整個(gè)信號(hào)及各IMF分量的多重分形譜參數(shù)組成特征向量作為分類器的輸入量。然后分別采用SVM及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種模式分類方法對(duì)損傷信號(hào)進(jìn)行模式分類，兩種方法的分類準(zhǔn)確率均達(dá)到了90％以上，這也驗(yàn)證了采用EMD與多重分形譜參數(shù)相結(jié)