[发明专利]一种音频法的多模态铸铁工件质量的检验方法

说明书

本发明公开了一种音频法的多模态铸铁工件质量的检验方法，首先给出铸铁工件的各阶模态的性质及对应的模态频率，经优化选择后，确定出音频法的两个或两个以上的特征检测频率，之后再通过本发明的判定模型给出铸铁工件质量的判定值，该判定值能够对铸铁工件质量的等级进行划分。本发明从有限元模态分析入手，从理论上给出音频法的多模态检测频率点及判定模型，解决了目前音频法检测技术存在的问题，本发明不仅适合铸铁工件的产品质量检验，也适合铸铜、铸铝或其它金属工件的产品质量检验。

技术领域

本发明涉及金属工具质量检测方法领域，具体是一种音频法的多模态铸铁工件质量的检验方法。

背景技术

目前铸造企业配置最多的是“金相法”检测仪器，“金相法”检测仪器通过断面显微图像分析得出铸铁工件质量，检测结果准确，但需要制样、腐蚀、抛光、显微观查等过程，因此“金相法”只适用于抽样检测。由于铸铁工件凝固顺序不同和取样部位不同，“金相法”的检测结果与整个铸铁工件的金相组织相差较大，因此“金相法”的检测结果无法反映出整个铸铁工件的质量，这也是“金相法”抽样检测的局限性。 超声波检测仪虽然不需要对铸铁工件进行制样，但对被测件表面光洁度要求很高，得出的结果也只能反映出铸铁工件的局部质量高低，对一些表面粗糙的铸铁工件，则需要进行表面的加工打磨，适用范围有限。

音频法检测对铸铁工件表面没有要求，音频检测简单易行，通过对铸铁工件的激励响应，提取出能够反映铸铁工件质量的音频信号，并根据音频信号的频率值大小，实现对铸铁工件质量等级的划分。目前，对音频法的音频信号提取，一般通过实验法，即在多个响应频率中，选择其中的一个响应频率作为铸铁工件质量的判断依据，但此时的铸铁工件响应频率不能作为判定频率，这是由于该响应频率还受到铸铁工件重量波动的影响，需要通过重量修正才能得到所需要的判定频率。由于各响应频率的重量修正系数都是不同的，且铸铁工件加工前和加工后的重量修正系数也是不同的，因此在采用音频法之前，选取的铸铁工件响应频率对应的重量修正系数还需要事先进行标定。

发明内容

本发明的目的是提供一种音频法的多模态铸铁工件质量的检验方法，以解决现有技术音频法检测对铸铁工件时存在的的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种音频法的多模态铸铁工件质量的检验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、选取待检测铸铁工件的特征检测频率点，具体步骤如下：

（1.1）、构建待检测铸铁工件的模型，并将模型导入到有限元分析软件中，利用有限元模态分析模块对模型进行模态分析，并对待检测铸铁工件对应的模型进行网络化划分；

（1.2）、通过步骤（1.1）对待检测铸铁工件的模型进行模态分析，确定模型各阶模态的性质，将模型的各阶模态划分为对称模态和孤立模态；

（1.3）、将按步骤（1.2）划分至对称模块的各阶模态、划分至孤立模态中的各阶模态，分别根据模态频率值从小到大进行排序；

（1.4）、从孤立模态排序后的模态频率中，优先选取响应幅值大的模态频率作为特征检测频率；

（1.5）、判断步骤（1.4）得到的特征检测频率数量是否满足要求，若不满足要求则从对称模态排序后的模态频率中，优先选择对称模态频率差值大、且响应幅值大的一个模态频率作为特征检测频率，以补充步特征检测频率数量，重复该过程直至补充后特征检测频率的数量满足要求；

（1.6）、根据选择的特征检测频率，确定特征检测频率在网络化的待检测铸铁工件模型上的对应点位置，并以确定的各点作为特征检测频率点；

（2）、构建铸件工件质量判定模型如下：