基于聲發(fā)射信號特征參量的耐火材料微觀損傷模式識別.pdf

1、耐火材料是工業(yè)中重要的高溫輔助材料，探索耐火材料微觀損傷形式，提高耐火材料的使用效率和安全性有著重要的研究意義。耐火材料受壓損傷時(shí)產(chǎn)生大量復(fù)雜的聲發(fā)射信號。本文針對耐火材料損傷的發(fā)展、損傷信號的特征及其對應(yīng)的損傷形式等問題，運(yùn)用聲發(fā)射參量關(guān)聯(lián)圖分析、功率譜分析、主成分分析和K均值聚類分析等方法，研究了耐火材料損傷發(fā)展過程、信號的頻率特征和類別特征，確定了不同特征的損傷信號對應(yīng)的損傷形式。本文主要工作:
　　1、采用聲發(fā)射技術(shù)對耐火

2、材料受壓試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過對采集的信號進(jìn)行聲發(fā)射參數(shù)關(guān)聯(lián)分析，得出耐火材料損傷過程可分為四個(gè)階段:壓實(shí)階段;損傷孕育階段;損傷急劇發(fā)展階段;失效階段。對數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，發(fā)現(xiàn)損傷信號以三種形式存在:頻率在50-60kHz的單一突發(fā)型信號;頻率在150-160kHz的單一突發(fā)型信號;兩種單一突發(fā)型信號隨機(jī)疊加的疊加突發(fā)型信號。
　　2、以聲發(fā)射參數(shù)上升時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、幅度、能量、計(jì)數(shù)和質(zhì)心頻率為聚類參數(shù)，使用K均值方法對數(shù)據(jù)進(jìn)

3、行分類:第一和第二類信號反映了具有計(jì)數(shù)少、持續(xù)時(shí)間短和能量小特點(diǎn)的單一突發(fā)型信號，第二類信號的損傷強(qiáng)度大于第一類，第三類信號反映了具有計(jì)數(shù)多、持續(xù)時(shí)間長和能量大特點(diǎn)的疊加突發(fā)型信號。
　　3、對數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析后，取前5個(gè)主成分為聚類參數(shù)，使用K均值方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類:各類別之間數(shù)據(jù)重疊少，分類效果較好。并比對兩種分類方法的優(yōu)缺點(diǎn):基于聲發(fā)射參數(shù)的聚類能直觀的反映每類數(shù)據(jù)的特征;基于主成分的聚類消除了參數(shù)之間的相關(guān)性，簡化了數(shù)據(jù)