[发明专利]基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法

权利要求书

1.一种基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a、在数值计算软件中建立匀质材料无应力的平板模型，并在平板模型上施加单向拉伸载荷，获得均布于平板模型内的应力场和应变场；

步骤b、在平板模型中心逐层去除铣削环槽处的材料，并经平衡计算得出每去除一层铣削环槽处的材料后各铣削环槽深度对应的环芯处的应力值和应变增量；

步骤c、根据所述步骤b计算得出的应力值和应变增量，计算得出各铣削环槽深度对应的残余应力释放系数；

步骤d、根据所述步骤c计算得出的残余应力释放系数，计算得出每去除一层铣削环槽处的材料后各铣削环槽深度增量对应的等效残余应力释放系数；

步骤e、根据所述步骤d计算得出的等效残余应力释放系数，计算得出简化的残余应力释放系数；

步骤f、根据所述步骤e计算得出的简化的残余应力释放系数，计算得出各铣削环槽深度对应的残余应力值。

2.根据权利要求1所述的基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，在所述步骤a中，平板模型上的应变片采用十字型应变片并沿主应力方向贴片，所述主应力方向为平板模型的轴向和周向。

3.根据权利要求2所述的基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，在所述步骤c中，残余应力释放系数的计算方法为：

式中，Δε₀、Δε₉₀为两个主应力方向的应变增量；Δz为铣削环槽深度增量；k₁、k₂为相应铣削环槽深度对应的两个主应力方向上的残余应力释放系数；σ₁、σ₂为相应铣削环槽深度对应的两个主应力方向上的应力值；E为材料的杨氏模量；μ为材料的泊松比。

4.根据权利要求3所述的基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，在所述步骤d中，等效残余应力释放系数的计算方法为：

式中，Δz为铣削环槽深度增量；K₁、K₂为相应铣削环槽深度增量对应的两个主应力方向上的等效残余应力释放系数；k₁、k₂为相应铣削环槽深度对应的两个主应力方向上的残余应力释放系数。

5.根据权利要求4所述的基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，在所述步骤e中，简化的残余应力释放系数的计算方法为：

式中，ΔA、ΔB为简化的残余应力释放系数；Δz为铣削环槽深度增量；K₁、K₂为相应铣削环槽深度增量对应的两个主应力方向上的等效残余应力释放系数；μ为材料的泊松比。

6.根据权利要求5所述的基于数值计算的环芯法测量残余应力的方法，其特征在于，在所述步骤f中，残余应力值的计算方法为：

式中，σ‘₁、σ‘₂为相应铣削环槽深度对应的两个主应力方向上的残余应力值；E为材料的杨氏模量；Δε₀、Δε₉₀为两个主应力方向的应变增量；ΔA、ΔB为简化的残余应力释放系数。