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遗传算法优化的碳纤维复合材料声发射数据聚类分析
          
Clustering Analysis of Acoustic Emission Data of Carbon Fiber Composites Optimized by Genetic Algorithm

摘    要
碳纤维复合材料在拉伸损伤试验中,会产生大量的声发射信号。对声发射信号的数据进行了分析,找出了碳纤维复合材料的损伤演变规律。对数据进行聚类分析,将数据分成由类似对象组成的多个簇,找出簇与损伤之间的对应关系。通过对聚类后数据进行建模,得到碳纤维复合材料拉伸损伤识别模型。由于声发射信号的特征是一个多维向量,特征之间存在一定的关联,为了提高建模速度,需要对数据进行降维,以选择主要影响因素的特征。为此,采用遗传算法对数据进行降维,去掉冗余的特征,而保留主要的特征。最后将处理前后数据分别代入到BP神经网络,对其进行损伤识别。试验结果表明:采用遗传算法优化对数据进行降维,其建模时间更短,识别效率更优。
标    签 声发射   碳纤维复合材料   聚类分析   BP神经网络   模式识别   acoustic emission   carbon fiber composite   cluster analysis   BP neural network   pattern recognition  
 
Abstract
Carbon fiber composites produce a large number of acoustic emission signals in tensile damage experiments. The data of acoustic emission signals are analyzed to find out the damage evolution law of carbon fiber composites. The data is clustered and analyzed, and is further divided into multiple clusters composed of similar objects to find the correspondence between the cluster and the damage. The model of tensile damage identification of carbon fiber composites was obtained by modeling the data after clustering. Since the feature of the acoustic emission signal is a multi-dimensional vector, there is a certain relationship between the features. In order to improve the modeling speed, the data needs to be dimension-reduced to select the characteristics of the main influencing factors. To this end, the genetic algorithm is used to reduce the dimensionality of the data, and the redundant features are removed, and the main features are retained. Finally, the data before and after processing are brought into the BP neural network to identify the damage. The experimental results show that more optimized results can be achieved by genetic algorithm for dimensionality reduction with shorter modeling time and better recognition efficiency.

中图分类号 TG115.28 TP274   DOI 10.11973/wsjc201906001

 
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收稿日期 2018/9/28

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备注王银玲(1979-),博士研究生,主要研究方向为超声无损检测、数据挖掘与识别

引用该论文: WANG Yinling,LI Huacong. Clustering Analysis of Acoustic Emission Data of Carbon Fiber Composites Optimized by Genetic Algorithm[J]. Nondestructive Testing, 2019, 41(6): 1~5
王银玲,李华聪. 遗传算法优化的碳纤维复合材料声发射数据聚类分析[J]. 无损检测, 2019, 41(6): 1~5


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参考文献
【1】童小燕,张佳丽,姚磊江,等.2D-C/SiC拉伸损伤的声发射信号聚类分析[J].固体力学学报,2014,35(2):109-113.
 
【2】王旭.基于声发射技术的聚乙烯自增强复合材料损伤模式识别研究[D].上海:东华大学,2010.
 
【3】栗丽.基于声发射信号分析的2D及3D纺织结构复合材料损伤机制研究[D].上海:东华大学,2015.
 
【4】常岩军,矫桂琼,王波,等. 三维机织陶瓷基复合材料的面内剪切性能及损伤研究[J]. 无机材料学报, 2007,22(1): 113-118.
 
【5】刘韡,矫桂琼,管国阳,等. Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸性能及损伤研究[J]. 机械强度, 2008,30(2): 339-342.
 
【6】陈刘定,童小燕,程起有,等. 平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料开孔试样的疲劳行为[J]. 机械科学与技术, 2009,28(7): 905-908.
 
【7】周俊,刘丽川,杨继平. 基于K-均值聚类与小波分析的声发射信号去噪[J]. 石油化工高等学校学报, 2013,26(3): 69-73.
 
【8】SATOUR A,MONTRÉSOR S,BENTAHAR M,et al. Acoustic emission signal denoising to improve damage analysis in glass fibre reinforced composites[J]. Nondestructive Testing and Evaluation,2013,29(1):65-79.
 
【9】史峰,王辉,郁磊,等.Matlab智能算法30个案例分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.
 
【10】史峰,王小川,郁磊,等.Matlab神经网络30个案例分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2010.
 
【11】JOSHUA B,TENENBAUM, Silva V D,et al. A global geometric framework for nonlinear dimensionality reduction[J]. Science, 2000, 290(5500):2319-2323.
 
【12】KALYANMOY D, AMRIT P, SAMEER A,et al. A fast and elitist multiobjective genetic algorithm NSGA-Ⅱ[J]. IEEE Transactions on Evolutionary Computation,2002,6(2):182-197.
 
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