[发明专利]一种经激光喷丸处理的薄板的平面残余应力检测方法

权利要求书

1.一种经激光喷丸处理的薄板的平面残余应力检测方法，其特征在于，所述平面残余应力检测方法包括：

向切割装置发送截取指令，以使所述切割装置根据所述截取指令在薄板上截取矩形的试样板材；其中，所述薄板的短边边长b和厚度h满足关系式所述厚度h为3mm至15mm，所述试样板材的所有边与所述薄板边缘的距离大于预设值，且所述试样板材的厚宽比k满足关系式A≤k≤B；

将所述试样板材固定于设有沿厚度方向贯穿的槽的支撑底板上，并控制浸没式电火花切割机床通过所述支撑底板的槽切割所述试样板材得到第一切割面和第二切割面；其中，所述试样板材的端部设置有用于限制所述试样板材刚体位移的压板，所述第一切割面垂直于所述第二切割面且所述第一切割面和所述第二切割面均与所述试样板材的厚度方向平行；

对所述第一切割面和所述第二切割面进行平面残余应力检测得到所述薄板的平面残余应力状态；

其中，对所述第一切割面和所述第二切割面进行平面残余应力检测得到所述薄板的平面残余应力状态包括：

获取所述第一切割面和/或所述第二切割面上硬度沿厚度方向分布的硬度分布曲线，并根据所述硬度分布曲线确定微观残余应力的极限深度；

利用XRD衍射仪对所述试样板材表面至所述极限深度进行微观残余应力测量得到微观残余应力分布曲线；

利用三坐标测量仪或激光位移传感器获取所述第一切割面和所述第二切割面的轮廓信息，并对所述轮廓信息进行有限元分析得到宏观残余应力分布曲线；

通过力学叠加原理对所述微观残余应力分布曲线和所述宏观残余应力分布曲线进行标定得到所述薄板的残余应力状态。

2.根据权利要求1所述平面残余应力检测方法，其特征在于，获取所述第一切割面和/或所述第二切割面上硬度沿厚度方向分布的硬度分布曲线包括：

利用纳米压痕仪测量所述第一切割面和/或所述第二切割面上硬度沿厚度方向的分布情况得到所述硬度分布曲线。

3.根据权利要求2所述平面残余应力检测方法，其特征在于，所述纳米压痕仪的单次位移量为250μm，载荷为250mN-400mN，压入深度为200μm，测量深度为2mm。

4.根据权利要求1所述平面残余应力检测方法，其特征在于，根据所述硬度分布曲线确定残余应力的极限深度包括：

根据硬度与屈服强度的对应关系和所述硬度分布曲线生成屈服强度随深度变化的屈服强度变化曲线；

根据所述屈服强度变化曲线将屈服强度变化率小于预设值时对应的深度设置为所述残余应力的极限深度。

5.根据权利要求1所述平面残余应力检测方法，其特征在于，利用XRD衍射仪对所述试样板材表面至所述极限深度进行微观残余应力测量得到微观残余应力分布曲线包括：

步骤一：采用XRD衍射仪从所述试样板材表面向下腐蚀100μm并检测当前腐蚀深度所述试样板材的微观残余应力；

步骤二：判断所述腐蚀深度是否大于所述极限深度；若是，则进行步骤三；若否，则执行所述步骤一中的操作；

步骤三：根据所有所述腐蚀深度对应的微观残余应力得到微观残余应力分布曲线。

6.根据权利要求1所述平面残余应力检测方法，其特征在于，对所述轮廓信息进行有限元分析得到宏观残余应力分布曲线包括：

根据切割后的所述试样板材的尺寸建立三维有限元模型，并将所述轮廓信息反向后作为位移边界条件施加在所述三维有限元模型对应的切割面节点上；施加防止模型刚性移动和转动的位移约束边界条件后进行弹性分析得到所述宏观残余应力分布曲线。