Page 125 - 无损检测2024年第九期

龚思璠，等：

碳钢焊缝典型缺陷的非线性特征

明缺陷信号具有非线性特征，对其进行非线性特征
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指标提取及分析是合理的。1 试块未熔合缺陷信号
的递归图如图4所示。

图 6 1 试块未熔合缺陷信号的最大 Lyapunov 指数
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计算所有缺陷信号的最大Lyapunov指数，并提
取其最大值、最小值、均值、变差系数和偏态系数等
图 4 1 试块未熔合缺陷信号的递归图 统计值如表3所示。
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3.3 缺陷信号非线性定量分析
表3 不同缺陷信号的最大Lyapunov指数统计值
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1 试块未熔合缺陷信号的盒维数计算结果如
缺陷类型 最大值 最小值 均值 变差系数 偏态系数
图5所示。根据盒维数计算结果可知，该缺陷信号 气孔 0.002 3 0.000 6 0.001 6 0.453 1 0.254 6
的盒维数为1. 257 8，对应于图5中拟合直线的斜率。 夹渣 0.003 5 0.000 4 0.001 5 0.703 1 0.924 4

未熔合 0.003 4 0.000 6 0.001 7 0.521 3 0.818 8
未焊透 0.002 8 0.000 9 0.001 8 0.545 0 −0.055 5
纵向裂纹 0.006 6 0.002 0 0.004 3 0.469 7 −0.104 4

1 试块未熔合缺陷信号的A e -k曲线如图7所示，
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可知，随着k值的增大，该缺陷信号的近似熵整体呈
逐渐减小趋势。对于所有缺陷信号，求得当k=0. 15
时近似熵变化幅度S的均值为0，因此取k=0. 15时
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的计算值为缺陷信号的近似熵值。计算可得1 试块
未熔合缺陷信号的近似熵为0. 581 1。

图 5 1 试块未熔合缺陷信号的盒维数
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计算所有缺陷信号的盒维数，并提取其最大值、
最小值、均值、变差系数和偏态系数等统计值如表2
所示。
表2 不同缺陷信号的盒维数统计值

缺陷类型 最大值 最小值 均值 变差系数 偏态系数
气孔 1.281 9 1.275 2 1.274 9 0.005 6 −0.041 9
夹渣 1.305 3 1.247 0 1.277 7 0.015 7 −0.024 0
未熔合 1.301 1 1.257 8 1.291 6 0.013 0 −1.276 7
未焊透 1.301 6 1.273 8 1.287 6 0.007 7 0.005 9
纵向裂纹 1.314 7 1.282 4 1.295 7 0.008 5 0.316 1 图 7 1 试块未熔合缺陷信号的 A e -k 曲线
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1 试块未熔合缺陷信号的最大Lyapunov指数计 计算所有缺陷信号的近似熵，并提取其最大值、
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算结果如图6所示，该缺陷信号的最大Lyapunov指 最小值、均值、变差系数和偏态系数等统计值如表4
数为0. 000 6，对应于图6中拟合直线的斜率。 所示。

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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测