【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超声无损检测，具体地涉及一种板状复合材料的弹性常数计算方法及装置。
技术介绍
1、纤维复合材料能够满足各种轻量化以及结构力学设计需求，目前广泛应用于航空航天工业中。纤维增强复合材料通常具备明显的各向异性特征，准确获取其弹性常数是更好应用的前提。
2、弹性常数力学测试法实验测试装置成熟，需要制备多种标准试件，通过拉伸或弯曲等方法，获取材料的弹性常数，测试成本较高，且对待测试件具有破坏性。目前的超声导波测量法对数据的采集均是采用激光测振仪进行，造价昂贵，且无法满足实际检测中使用。因此需要提出一种简便高效的方案来确定复合材料的弹性常数。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种板状复合材料的弹性常数计算方法及装置。
2、第一方面，提供一种板状复合材料的弹性常数计算方法，该方法包括：
3、对于预先确定的n个传播角度中任意的第i个传播角度，检测所述板状复合材料中以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的m个波形数据，其中n和m均为大于1的整数；
4、根据所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据；
5、根据与所述第i个传播角度对应的第i个第一弹性常数数据，以及以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波的特征信息，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第二频散数据；其中，所述第i个第一弹性常数数据包括所述第i个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数各自的
6、将所述第i个第一频散数据与所述第i个第二频散数据在目标频带上的最小二乘拟合差作为第i个目标函数；
7、以最小化所述第i个目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据，其中，所述第i个第二弹性常数数据包括所述至少两个目标弹性常数各自的寻优参数值；
8、根据各个所述第二弹性常数数据，确定多个目标弹性常数。
9、在一种可能的实施方式中，基于矩阵约束法处理所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，获得以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据。
10、在一种可能的实施方式中，根据数据幅度谱与信噪比，获取所述目标频带。
11、在一种可能的实施方式中，基于自适应捕食遗传算法，以最小化所述目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数,获得第i个第二弹性常数数据。
12、在一种可能的实施方式中，对于预先确定的n个传播角度中任意的第i个传播角度，
13、根据预先确定的超声兰姆波的p个模式，计算第i个传播角度所对应的m个波形数据在第p个模式下所对应的第i个第一频散数据，用于在超声兰姆波的第p个模式下计算多个目标弹性常数。
14、在一种可能的实施方式中，所述第i个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数的数量，不小于第i-1个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数的数量；
15、所述以最小化所述第i个目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据，包括：将第i-1个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数的寻优参数值代入所述第i个目标函数，获得第i个中间函数；以最小化所述中间函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据。
16、在一种可能的实施方式中，对于与任意两个传播角度对应的任意两个第一弹性常数数据，所述两个第一弹性常数数据中对应相同弹性常数的两个假设参数值相同。
17、第二方面，提供一种板状复合材料的弹性常数计算装置，该装置包括：
18、超声获取单元，用于对预先确定的n个传播角度中任意的第i个传播角度，检测所述板状复合材料中以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的m个波形数据，其中n和m均为大于1的整数；
19、第一计算单元，用于根据所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据；
20、第二计算单元，用于根据与所述第i个传播角度对应的第i个第一弹性常数数据，以及以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波的特征信息，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第二频散数据；其中，所述第i个第一弹性常数数据包括所述第i个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数各自的假设参数值；
21、数据寻优单元，用于将所述第i个第一频散数据与所述第i个第二频散数据在目标频带上的最小二乘拟合差作为第i个目标函数；以最小化所述第i个目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据，其中，所述第i个第二弹性常数数据包括所述至少两个目标弹性常数各自的寻优参数值；
22、数据确定单元，用于根据各个所述第二弹性常数数据，确定所述多个目标弹性常数。
23、第三方面，提供一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现上述第一方面中任一项所述的方法。
24、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述第一方面中任一项所述的方法。
25、本申请提供的技术方案中，通过从板状复合材料上采集的波形数据中获取第一频散数据，并根据预先确定目标弹性常数的假设值计算超声兰姆波的第二频散数据，将超声兰姆波的第二频散数据与第一频散数据对比，寻求使第二频散数据最接近第一频散数据的目标弹性常数的假设值，即寻优参数值，并将寻优参数值作为目标弹性常数，从而实现了对板状复合材料弹性常数的无损测量。
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1.一种板状复合材料的弹性常数计算方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述第i个传播角度所对应的M个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据，包括：基于矩阵约束法处理所述第i个传播角度所对应的M个波形数据，获得以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：根据数据幅度谱与信噪比，获取所述目标频带。
4.根据权利要求3所述的方法，所述以最小化所述目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据，包括：
5.根据权利要求1提供的方法，其中，所述根据所述第i个传播角度所对应的M个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据，包括：
6.根据权利要求1提供的方法，所述第i个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数的数量，不小于第i-1个传播角度所对应的至少两个目标弹性常数的数量；
7.根据权利要求6提供的方法，对于与任意两个传播角度对应的任意两个
8.一种板状复合材料的弹性常数计算装置，其特征在于，包括：
9.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种板状复合材料的弹性常数计算方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据，包括：基于矩阵约束法处理所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，获得以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所对应的第i个第一频散数据。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：根据数据幅度谱与信噪比，获取所述目标频带。
4.根据权利要求3所述的方法，所述以最小化所述目标函数的函数值为寻优目标求解所述目标函数，获得第i个第二弹性常数数据，包括：
5.根据权利要求1提供的方法，其中，所述根据所述第i个传播角度所对应的m个波形数据，计算以所述第i个传播角度传播的超声兰姆波所...
【专利技术属性】
技术研发人员：江灿，温家炜，梁纪秋，武丹，舒孟炯，李之辉，何晓，陈浩，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：
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