[发明专利]一种用于金属外壳下层弱受力区域定位及尺寸判定方法

权利要求书

1.一种用于金属外壳下层弱受力区域定位及尺寸判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、对被测试件表面进行区域划分

(1.1)、将被测试件表面划分为n×n个小区块，记为S_ij，每个小区块S_ij的面积为L×L，其中，i,j∈{1,2,…,n}，i为行数，j为列数，L为小区块边长；

(1.2)、设弱受力区域为闭合区域，最小弱受力区域的尺寸为L_w×L_w，L_w为最小弱受力区域边长，小区块面积为最小弱受力区域面积的k倍，0＜k≤1；

(2)、获取弱受力区域的边界定位参考数组

(2.1)、放置两个声换能器于弱受力区域的边界两侧，两个声换能器与边界的间距均为L/2，其中，一个声换能器作为发送端置于弱受力区域内，另一个声换能器作为接收端置于非弱受力区域内；

(2.2)、在发送端，声换能器的激励端探头以一定频率向被测试件发射机械波；在接收端，声换能器的接收端探头采集由机械波引起被测试件表面振动的振动信号，并对振动信号做频域变换，得到对应参考频率与参考幅值的边界定位参考数组，记为[f_ref、A_ref]；

(3)、对弱受力区域进行初步定位

(3.1)、放置两个声换能器于两个小区块中心，其中，一个声换能器作为发送端，另一个声换能器作为接收端；

(3.2)、按照步骤(2.2)所述方法采集一组对应频率与幅值的数组，记为[f₁、A₁]；然后交换发送端与接收端，按照步骤(2.2)所述方法采集另外一组对应频率与幅值的数组，记为[f₂、A₂]；

(3.3)、小区块扫查

以纵向方式扫查小区块：依次选取每列中上下相邻两小区块S_ij和S_i+1j，然后进行一致性分析，当相邻两小区块为不一致组时，再判定不一致组数为奇数还是偶数，当不一致组数为偶数时，标记出对应相邻两小区块的交线位置，当不一致组数为奇数时，则不做标记；

以横向方式扫查小区块：以纵向扫查标记的交线位置上方的小区块最小行数值i_Lmin和标记交线下方的小区块最大行数i_Lmax作为横向扫查范围，依次选取每行中左右相邻的小区块S_ij和S_ij+1，并进行一致性分析，当相邻两小区块为不一致组时，再判定不一致组数为奇数还是偶数，当不一致组数为偶数时，标记出对应相邻两小区块的交线位置，当不一致组数为奇数时，则不做标记；

(3.4)、分别选取数组[f₁、A₁]和[f₂、A₂]中的最大幅值及其对应频率，记为[f_1am、A_1max]和[f_2am、A_2max]；

令h＝|f_1ma-f_2ma|，计算(f_1ma-h,f_1ma+h)和(f_2ma-h,f_2ma+h)范围内的能量E₁,E₂；

(3.5)、设置一致性判定阈值s₁，0＜s₁＜1；当或时，判定[f₁、A₁]和[f₂、A₂]为不一致数组，将两个数组中最大幅值较大的一组对应的小区块记为外侧，将最大幅值较小的一组对应的小区块记为内侧，然后进入步骤(4)；否则减少k值，重复步骤(3)，当k取值达到下限时仍没有不一致数组，则判定被测试件表面没有弱受力区域；

(4)、将标记交线作为弱受力区域的初步轮廓线

(4.1)、放置两个声换能器于步骤(3.5)标记的内侧小区块和外侧小区块，其中，内侧小区块放置的声换能器作为发送端，外侧小区块放置的声换能器作为接收端；

(4.2)、按照步骤(2.2)所述方法采集一组对应频率与幅值的数组，记为[f₃、A₃]，再计算A₃与A_ref间的欧氏距离d₁；

(4.3)、保持发送端和接收端间距不变，将声换能器向上或下或左或右移动小段距离，再按照步骤(2.2)所述方法分别采集上述两种移动方式下对应频率与幅值的数组，记为[f₄、A₄]、[f₅、A₅]，再分别计算A₄、A₅与A_ref间的欧氏距离d₂、d₃；

(4.4)、比较d₂、d₃与d₁的大小，若d₂、d₃均大于d₁，则将发送端和接收端间距中心的交线标记为调整后的轮廓线；若d₂、d₃中有一个小于d₁，则保持发送端和接收端间距不变，在小于d₁的移动方式的对应方向上继续移动小段距离，再按照步骤(4.3)所述方法重新计算欧氏距离，如果重新计算的欧氏距离仍然小于步骤(4.3)中计算得到的欧氏距离，则继续按照该方向进行移动，当到达移动上限时，将上限位置处移动的小段距离的间距中心点作为最终轮廓点；否则，将上一次移动的小段距离的间距中心点作为最终轮廓点；而其余情况均视为测试失效；

(5)、获取最终弱受力区域及尺寸

将调整后的轮廓点与轮廓线连接构成的闭合区域视作为最终测得的弱受力区域，并计算出区域面积。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属外壳下层弱受力区域定位及尺寸判定方法，其特征在于，所述的欧氏距离d₁的计算方法为：

其中，n表示采集的幅值总个数，表示采集的第i幅值，表示第i幅值的参考值。