Page 91 - 《应用声学》2021年第2期

第 40 卷 第 2 期 焦敬品等： 一种用于界面接触状态评价的超声信号相似度分析方法 259

1.0000
1.00
0.9998
0.99
0.9996
0.98
ᄱͫए 0.97 ᄱͫए 0.9994
ൗඝᡰሏ
0.96 ᄕ࠷ᤦᄱТ 0.9992 ኄʷ൓ҫᣒ
͸ऺᄱͫए ኄʷ൓ԅᣒ
ᐰॴ࠷ᄱТ ኄ̄൓ҫᣒ
0.95 0.9990
ளᄕ࠷డᄱТ ኄ̄൓ԅᣒ
0.94 0.9988
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
ԍҧ/MPa ԍҧ/MPa
图 9 单次加载时的频域相似度结果 图 12 频域欧氏距离
Fig. 12 Euclidean distance in frequency domain
Fig. 9 Similarity results in frequency domain dur-
ing single loading cycle
1.002
进一步，图 10 ∼ 图 14给出了 2 次循环加载下 5
1.000
种频域相似度指标随界面压力的变化关系。从图中
可以看出，不同加载过程下各相似度函数随压力变
0.998
化规律的一致性较好。同时，频域肯德尔相关对压 ᄱएͫ
力变化更敏感，且随压力变化规律的一致性也较好。 0.996
ኄʷ൓ҫᣒ
1.00 ኄʷ൓ԅᣒ
0.994 ኄ̄൓ҫᣒ
0.99 ኄ̄൓ԅᣒ
0.992
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
0.98
ԍҧ/MPa
ᄱͫए 0.97 图 13 频域皮尔逊相关

0.96 ኄʷ൓ҫᣒ Fig. 13 Pearson correlation in frequency domain
ኄʷ൓ԅᣒ
0.95 ኄ̄൓ҫᣒ 1.0002
ኄ̄൓ԅᣒ
0.94 1.0000
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
ԍҧ/MPa
0.9998
图 10 频域肯德尔相关
Fig. 10 Kendall correlation in frequency domain ᄱएͫ 0.9996
ኄʷ൓ҫᣒ
0.9994
1.00
ኄʷ൓ԅᣒ
0.9992 ኄ̄൓ҫᣒ
ኄ̄൓ԅᣒ
0.98
0.9999
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
ԍҧ/MPa
ᄱͫए 0.96 图 14 频域余弦相似度
ኄʷ൓ҫᣒ
Fig. 14 Cosine similarity in frequency domain
0.94 ኄʷ൓ԅᣒ
ኄ̄൓ҫᣒ 当信号的分析域不同时，相似度函数对于压力
ኄ̄൓ԅᣒ
0.92 变化的敏感性存在较大差异。对时域相似度分析结
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
果与频域分析结果对比可以发现，在相同的压力变
ԍҧ/MPa
图 11 频域斯皮尔曼相关 化范围下，时域相似度指标的数值范围更大，对压力
Fig. 11 Spearman correlation in frequency domain 变化更敏感，且线性递增的规律性更强。