[发明专利]一种通过参数反演计算调控残余应力加工参数的方法

说明书

本发明属于加工残余应力领域，并公开了一种通过参数反演计算调控残余应力加工参数的方法。该方法包括：(a)从残余应力分布曲线中获取表示该残余应力分布特点的特征指标；(b)分别预设调控残余应力加工参数的初始值，并计算特征指标的初始值，绘制特征指标随加工参数变化的曲线并得到拟合曲线；(c)分别建立加工参数各自的特征指标增量和拟合曲线的关系式；(d)赋值并反演计算得到所需加工参数。通过本发明，实现定量调控加工残余应力，该算法操作简便，减少试验次数，降低生产成本，改善工件加工残余应力分布，提高零件抗疲劳寿命。

技术领域

本发明属于加工残余应力领域，更具体地，涉及一种通过参数反演计算调控残余应力加工参数的方法。

背景技术

工件已加工表面层的残余应力分布对零件的抗腐蚀抗疲劳寿命有重大影响，表面残余拉应力容易诱发腐蚀疲劳裂纹扩展，从而降低零件服役寿命；而表面残余压应力有利于减缓腐蚀疲劳裂纹扩展，从而延长零件服役寿命。当加工工序为最后一道工序时，加工表面层的残余应力分布更是对零件的服役寿命有直接影响，而加工残余应力的分布则受到加工参数(包括刀具参数)的影响，比如对于切削加工而言，不同切削速度、进给量、切深和刀具前角所造成的残余应力分布是不一样的；对于磨削加工，不同磨削速度、进给量、磨削深度和砂轮粒度等，所造成的残余应力分布也是不一样的，目前已有大量文献从理论建模、实验测量研究不同加工参数对残余应力分布的影响情况，在一定程度上实现了采用加工参数和材料属性来预测残余应力分布。

在一定的残余应力分布下，工件的抗腐蚀抗疲劳寿命是可以通过实验进行估计的，从而可以判断何种残余应力分布对抗腐蚀疲劳寿命最有益，然而，如何通过加工实现这些对抗腐蚀疲劳寿命最有益的残余应力，目前尚未看到有相关报道，从理论上来说，一定的加工参数的组合只会得到一定的残余应力分布，然而一定的残余应力分布却会对应着无数种加工参数的组合。如何解决这种从残余应力向加工参数映射的“一对多”的关系，是通过加工来实现所需残余应力分布所要解决的关键问题，通过加工实现所需的残余应力，称为加工残余应力的调控，实际上，为了增大残余压应力，可以采用特殊工艺手段，比如喷丸、热处理等等。但这些加工手段也只是定性的调控残余应力，实际采用这些加工手段时其也有相关的加工参数，仍然要面对如何设定加工参数以定量地调控残余应力、获得所需的残余应力分布；目前通过加工对残余应力进行调控的方法，主要是采用试验法，即根据经验先设定一组加工参数，然后采用这组加工参数进行尝试加工，加工完后再测量残余应力分布是否满足需求，若不满足需求则调整加工参数，再进行尝试加工，如此循环反复，直到得到所需的残余应力分布。这中试验法需要耗费大量人力、物力和财力，而且当工件材料改变时，需要再次采用试验法去寻找合适的加工参数，这又进一步增加了调控残余应力的成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种通过参数反演计算调控残余应力加工参数的方法，通过反演方程组计算影响残余应力的参数，从而使得加工后的残余应力达到预设值，由此解决残余应力的定量调控的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种通过参数反演计算调控残余应力加工参数的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)针对待加工的工件，获取其加工表面层的残余应力分布曲线，并从该曲线中提取反映该残余应力分布特点的多个特征指标Drs，同时获取与所述特征指标相对应的多个加工参数A_i，i＝1,2,3...n，i是所述特征指标相应的编号，n是所述特征指标的总个数；