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龍圖騰網獲悉吉林大學申請的專利基于MFCC和RA-AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120009414B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510496749.8，技術領域涉及：G01N29/14；該發明授權基于MFCC和RA-AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法是由王文盛;劉保印;譚國金;何昕;張縱橫;吳斐;楊連升設計研發完成，并于2025-04-21向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于MFCC和RA-AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法在說明書摘要公布了：基于MFCC和RA?AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法，屬于鋼筋混凝土損傷檢測技術領域。本發明的預測方法，先獲取鋼筋混凝土參數以及鋼筋混凝土粘結失效過程的聲發射直接特征參數；然后基于聲發射直接特征參數，提取聲發射間接特征參數，確定鋼筋混凝土參數的粘結失效過程特征的預測結果；再將聲發射間接特征參數進行平均化處理，得到聲發射平均間接特征參數，建立聲發射間接特征參數?粘結失效結果特征的關系式；輸入鋼筋混凝土參數對應的聲發射平均間接特征參數，得到鋼筋混凝土參數對應的粘結失效結果特征的預測結果。該預測方法可以有效地全面覆蓋拉拔失效的全部過程，實用性強，可信度高，適用范圍廣。

本發明授權基于MFCC和RA-AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法在權利要求書中公布了：1.基于MFCC和RA-AF的鋼筋混凝土粘結失效全過程特征預測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S1，獲取鋼筋混凝土參數以及鋼筋混凝土粘結失效過程的聲發射直接特征參數，所述聲發射直接特征參數包括振幅參數、能量參數、振鈴計數、上升時間和持續時間；所述鋼筋混凝土參數包括鋼筋參數和混凝土參數，所述鋼筋參數包括鋼筋類型、鋼筋化學元素組成、鋼筋總體長度、鋼筋粘結長度、鋼筋嵌入混凝土位置中的一種或多種，所述混凝土參數包括混凝土配合比、混凝土尺寸、混凝土養護的溫度、混凝土養護的濕度、混凝土養護的時間中的一種或多種； 步驟S2，先基于聲發射直接特征參數，提取聲發射間接特征參數，所述聲發射間接特征參數包括MFCC特征參數和RA-AF特征參數，然后基于聲發射間接特征參數，確定所述鋼筋混凝土參數的粘結失效過程特征的預測結果，所述粘結失效過程特征包括損傷階段、損傷模式和損傷程度； 所述步驟S2的過程為： 步驟S21，先將振幅參數進行預加重處理，得到預加重聲發射信號，然后將預加重聲發射信號分幀，將每幀預加重聲發射信號乘加窗函數，得到分幀加窗聲發射信號，然后通過離散傅里葉變換將分幀加窗聲發射信號從時域轉換到頻域，計算得到信號功率譜，再將信號功率譜通過一組梅爾濾波器，定義梅爾濾波器數量，計算梅爾濾波器輸出的對數能量，最后使用離散余弦變換將對數能量進行去相關和降維，最終計算得到多個MFCC特征參數； 步驟S22，基于多個MFCC特征參數和能量參數繪制MFCC特征圖，選擇第i個MFCC特征； 步驟S23，在[Tkmin,Tkmax]范圍內取選擇的第i個MFCC特征的波動響應的最大點作為鋼筋混凝土粘結失效過程真實損傷階段的第k個突變點，得到對應的m個真實損傷階段，Tkmin＝mintka,tkc,tkr,tkd，Tkmax＝maxtka,tkc,tkr,tkd，式中，tka,tkc,tkr,tkd分別為聲發射特征參數中的振幅參數、振鈴計數、上升時間和持續時間的第k個階段突變點； 步驟S24，基于聲發射直接特征參數計算RA值與AF值，得到RA-AF特征參數，建立由數據點xmn＝RAmn,AFmn組成的數據集Xm，Xm為第m個階段的RA-AF數據集，xmn為第m個真實損傷階段的第n個數據點，RAmn為第m個真實損傷階段的第n個RA值，AFmn為第m個真實損傷階段的第n個AF值； 步驟S25，基于數據集Xm繪制RA-AF散點圖，使用高斯混合模型聚類，將破壞模式聚類為拉伸模式和剪切模式； 步驟S26，基于聚類的結果，確定粘結失效過程每個真實損傷階段的損傷模式，計算公式為： Bm＝cmm； 式中，Bm為第m個真實損傷階段剪切損傷模式百分占比，cm為第m個真實損傷階段被聚類為剪切模式的數據點數量，nm為第m個真實損傷階段數據點總數；當Bm大于50％時，所述鋼筋混凝土參數的第m個真實損傷階段為剪切模式，當Bm小于50％時，所述鋼筋混凝土參數的第m個真實損傷階段為拉伸模式，當Bm等于50％時，所述鋼筋混凝土參數的第m個真實損傷階段為剪切-拉伸混合模式； 步驟S27，基于RA-AF特征參數，確定粘結失效過程每個真實損傷階段的損傷程度，計算公式為： 式中，b0m為第m個真實損傷階段的破壞程度，RAmn為第m個真實損傷階段的第n個RA值，AFmn為第m個真實損傷階段的第n個AF值，nm為第m個真實損傷階段數據點總數； 將b0m進行最大值歸一化處理，計算公式為： b1m＝b0mbmax； 式中，b1m為最大值歸一化處理后的第m個真實損傷階段的破壞程度，bmax為b0m所有真實損傷階段的最大值； 步驟S3，先將聲發射間接特征參數進行平均化處理，得到聲發射平均間接特征參數，然后基于聲發射平均間接特征參數，建立所述混凝土參數的聲發射間接特征參數-粘結失效結果特征的關系式，所述粘結失效結果特征為粘結強度和峰值滑移； 所述步驟S3的過程為： 步驟S31，先將聲發射間接特征參數進行平均化處理，得到聲發射平均間接特征參數，所述聲發射平均間接特征參數包括MFCC特征密度和均化RA； 所述MFCC特征密度和均化RA計算公式為： 式中，為MFCC經平均化處理得到的MFCC特征密度，MFCCij為第j個MFCC特征參數的第i個數值，tf為抽幀后的時間，m表示共有m個MFCC特征參數，n表示每個MFCC特征參數共有n個數值； 式中，為RA值經平均化處理得到的均化RA，RTi為第i個上升時間的數據，Ai為第i個振幅參數的數據，n為所有數據的數量； 步驟S32，結合所述鋼筋混凝土參數，判斷是否存在所述鋼筋混凝土參數對應的聲發射間接特征參數-粘結失效結果特征的關系式，若存在，則得到聲發射間接特征參數-粘結失效結果特征的關系式后，執行步驟S4，若不存在，則執行步驟S33； 步驟S33，基于聲發射平均間接特征參數建立所述鋼筋混凝土參數對應的聲發射間接特征參數-粘結失效的結果特征關系式，執行步驟S4； 所述基于聲發射平均間接特征參數建立鋼筋混凝土參數對應的聲發射間接特征參數-粘結失效的結果特征關系式，計算公式為： 式中，τ為鋼筋混凝土粘結失效后的粘結強度，s為鋼筋混凝土粘結失效后的峰值滑移，a、b、c、d、M、N為待定系數，使用矩陣實驗室擬合獲得； 步驟S4，輸入所述鋼筋混凝土參數對應的聲發射平均間接特征參數，基于得到的聲發射間接特征參數-粘結失效結果特征的關系式，得到所述鋼筋混凝土參數對應的粘結失效結果特征的預測結果。

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