GH4169晶粒的超声波评价

镍基高温合金GH4169具有良好的高温强度和抗氧化腐蚀性能，广泛应用于航空发动机涡轮盘、机箱等重要热端部件，但在制造和服务过程中不可避免地会出现磨损、疲劳裂纹等损伤故障，其机械性能受晶粒尺寸的影响显着，因此对其部件进行晶粒尺寸检测是重要的质量控制环节。GH4169组织结构复杂，对检测方法提出了更高的要求。晶粒尺寸对衰减系数、背散射系数和相对非线性系数等多个超声波特征参数有不同程度的影响，超声波检测方法具有正确评价GH4169晶粒尺寸的潜力。

声速、衰减系数等传统的单参数评价方法已经证不能有效评价镍基高温合金的组织结构，有研究通过提取新的超声波特征参数来降低评价误差。宋永锋等考虑到背散射信号中的噪声对评价准确性的影响，引入经验模式分解过滤背散射信号中的噪声信号，获得灵敏度高的特征信号，建立晶粒尺寸的评价模式。Li等分别对一次、二次底波进行频谱分析，计算对晶粒尺寸变化敏感的能量衰减系数频段，并与SVR结合表示晶粒尺寸。雷洋等利用晶粒尺寸与超声速和衰减系数的关系，对2219铝合金铸锭的晶粒尺寸进行了无损评价。

材料组织结构的变化会导致各种超声波特征参数的同时变化，利用两个以上的超声波特征参数协同评价晶粒尺寸更加先进。李雄兵等借助一次、二次底波相对于表面波的衰减特性，推算出融合声速和衰减系数的新特征量超声衰减速率，利用透射系数和反射系数进行修正。殷安民等提出能量衰减特性分析法，结合超声波频率和衰减率，有效提高了平均晶粒尺寸的计算精度。董金龙等根据相关原则筛选超声波参数，拟合获得的单维特征参数和晶粒尺寸，构建准确性高的多参数超声波评价模型。

对晶粒尺寸进行多参数评价时，参数集的选择是重要环节之一，利用相关原则的选择方法容易发生选择的特征维度高、重要信息丢失等问题，需要构建能够利用所有特征信息、更普及的晶粒尺寸超声波评价方法。类圆映射方法能够有效处理高维度特征空间的数据，能够将数据从高维度空间映射到低维度内空间，通过改变径向半径、锚点位置等设定获得不同的映射方案，为利用所有特征参数提取新的二级特征量提供了新的技术手段。

使用所有超声波特征参数提高GH4169晶粒尺寸超声波评价的正确性和鲁棒性为目标，利用类圆映射方法将所有参数投射到二维圆内空间，构建投射多边形，提取具有全球超声波信息的新特征，并与晶粒尺寸进行高级多项模拟，将评价问题转化为误差最小目标、类圆映射参数作为设计变量的优化问题，最后利用狼群优化算法解决最终的所有参数超声波评价模型