[发明专利]一种消减残余应力的模拟方法

权利要求书

1.一种消减残余应力的模拟方法，适用于复杂构型航空铝合金锻件残余应力的控制与消减，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、基于铝合金力学及热物理试验，得到相关参数，建立铝合金的粘塑性本构方程；

1)、获得铝合金材料淬火温度范围内的弹性模量、屈服强度、比热容、热传导系数；

2)、通过测量淬火过程中铝合金试块的温度变化，根据传热理论由温度变化曲线反推表面换热系数，为建立铝合金试件淬火有限元模型提供真实准确的边界条件；

3)、耦合位错密度建立统一粘塑性本构方程；

材料具有一个初始动态屈服极限k，在热变形过程中，位错塞积将产生一个硬化应力R，从而流变应力可表示为＜σ-R-k＞₊，根据流变应力的物理意义，其值必须非负：

其中，

σ＝E(ε_T-ε_ρ)

ε_ρ为塑性应变，为塑性应变率，σ为材料塑性应力，ρ为变形过程中材料的位错密度，为均化位错密度，为位错密度的变化率，R为塑性变形中位错密度的积累引起的，其值与成正比，k、K、C、B、E均与温度有关，n₁、A、n₂是材料常数；其中，

Rg为气体常数8.314，T为绝对温度；

步骤二、建立消减残余应力的冷变形有限元模型；

所述冷变形有限元模型包括：下模仿真模型、锻件仿真模型、工件仿真模型；

所述锻件仿真模型由筋条和腹板组成，所述筋条置于腹板之上；

步骤三、对锻件仿真模型进行冷变形模拟；

采用沿宽度方向分段、沿弧长整体冷变形的局部冷模压工艺分步进行残余应力消减，先对筋条部位进行压缩，再由筋条部位向两侧同时进行冷漠压工处理；

步骤四、对各工艺分布残余应力分布及演变规律进行追踪分析，确定冷模压工艺每一步的压缩量。

2.如权利要求1所述的消减残余应力的模拟方法，其特征在于：所述筋条部位的压缩量大于腹板部位的压缩量。

3.如权利要求2所述的消减残余应力的模拟方法，其特征在于：所述步骤三中，对筋条部分施加的冷变形量为1.5％至2％，对腹板部分施加冷变形量为0.5％。

4.如权利要求1所述的消减残余应力的模拟方法，其特征在于：所述冷模压工艺分5个工步进行，且相邻两步设定重叠量。

5.如权利要求4所述的消减残余应力的模拟方法，其特征在于：所述重叠量为25mm。