Page 38 - 无损检测2022年第十二期

周海鹏, 等:

基于非线性超声检测的搅拌摩擦焊接头疲劳寿命评价

处理, 计算结果无量纲。 3.2 FSW 焊接试件检测信号特征
( 5 )根据式( 7 ), 计算等效非线性系数 , 估计 以 0% 寿 命 阶 段 的 某 一 试 件 为 例, 5 MHz和

β e

信号的非线性特征, 即 10 MHz检测信号中的典型回波与选用的参考信号
/ 2 ) ( 10 ) 波形如图 4 所示。由图 4 可看出, 参考信号与检测
β e=K ( A 2 A 1
式中: 比例系数 K 取 40 。 信号的相似度较高, 可获得较好的滤波效果。

图 4 5 MHz和 10 MHz参考信号与检测信号波形( 以 0% 寿命阶段为例)
按照前述算法, 根据各阶段试件检测信号计算 命), 这实际上是一个基于给定指标的分类问题。
, 可得到 与各疲劳阶段的相关关系( 见 图 5 )。 根据贝叶斯定理, P ( i|x ) 可称为后验概率, 有
β e β e
由图 5 可以看出, 随着疲劳次数的增加而逐渐增 如下关系 [ 11 ]
β e
大, 不同疲劳阶段的 具有一定的区分度。 P ( x| i ) P ( i )
β e ( 11 )
P ( i| x ) =
∑ P ( x| i ) P ( i )
i
式中: P ( x|i ) 称为先验概率, 表示已知焊缝处于疲
劳阶段i 时, 该 焊 缝 的 值 等 于 x 的 条 件 概 率;
β e
P ( i ) 称为分类概率, 表示疲劳阶段i 出现的概率;
可假定各阶段的分类概率相等。
由于总体样本的数据分布情况未知, 这里假定各
疲劳阶段的 P ( i ) 相等, 因此通过 P ( x|i ) 即可求得

P ( i|x ); 而估计 P ( x|i ) 则需要由各疲劳阶段 FSW
图 5 β e 与各疲劳阶段的相关关系曲线
接头的 构成基础数据库, 分析 的分布规律。
β e β e
4 FSW 接头的疲劳寿命评价方法 4.2 基础数据库构建
焊缝疲劳寿命的评价需要基于完备的基础数据
4.1 贝叶斯定理 库, 保证每条焊缝都一定处于数据库中的某一阶段。
根据各疲劳阶段的 β e 数据分布规律, 分析可得 对前述各疲劳阶段所代表的疲劳次数范围做如下扩
到任一 FSW 接头处于各疲劳阶段的可能性, 由此 展性说明, 即可形成完备数据库: ① 0% 寿命———疲

即可实现焊缝疲劳寿命的评价。该评价需要估计某 劳次数 ≤0.05N 0 ② 10% 寿命——— 0.05 N 0< 疲劳

;
一 β e=x 的焊缝处于疲劳阶段 i 的概率 P ( i|x )( i= 次数 ≤0.2N 0 ③ 30% 寿命——— 0.2 N 0< 疲劳次数

;

0%寿命, 10% 寿命, 30% 寿命, 50% 寿命, 70% 寿 ≤0.4 N 0 ④ 50% 寿 命——— 0.4 N 0 < 疲 劳 次 数 ≤

;
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2022 年 第 44 卷 第 12 期

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