[发明专利]一种基于材料真实状态的喷丸强化表面完整性参数预测方法在审
申请号: | 202010490817.7 | 申请日: | 2020-06-02 |
公开(公告)号: | CN111651921A | 公开(公告)日: | 2020-09-11 |
发明(设计)人: | 刘怀举;吴吉展;林勤杰;朱才朝;吴少杰 | 申请(专利权)人: | 重庆大学 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G06T17/20;G06F111/10;G06F119/14 |
代理公司: | 重庆大学专利中心 50201 | 代理人: | 唐开平 |
地址: | 400044 *** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 材料 真实 状态 强化 表面 完整性 参数 预测 方法 | ||
1.一种基于材料真实状态的喷丸强化表面完整性参数预测方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤1、根据材料实测的表面粗糙度数据点进行三维表面重构;
步骤2、依据硬度与屈服强度转化公式,将实测的硬度梯度转化为屈服强度梯度,利用Python编程语言和所得的材料局部屈服强度,为喷丸添加材料属性;
步骤3、依据X射线进行残余应力检测,将初始残余应力进行添加;
步骤4、根据喷丸过程中弹丸撞击靶体的过程,利用赫兹接触理论计算单个弹丸撞击后的弹坑半径;
步骤5、依据全覆盖率计算公式计算不同弹丸直径、弹丸流量等情况下达到全覆盖率所需要的弹丸数目;
步骤6、用步骤5计算的弹丸数目和步骤1重构的材料真实状态的材料属性,使用ABAQUS软件计算喷丸强化表面完整性参数。
2.根据权利要求1所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法,其特征是,在步骤1中,所述三维表面重构的过程是:根据表面形貌实际测量仪器测量的表面数据,导入到Matlab软件中进行坐标变化,然后利用三维绘图软件Creo进行三维表面重构,再导入到ABAQUS软件中获得有限元模型。
3.根据权利要求2所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法,其特征是:在步骤2中,所述硬度与屈服强度转化公式为:
σYS(y)=-90.7+2.876HV(y)
式中,y代表沿齿面向下的深度,σYS(y)为材料局部屈服强度,HV(y)为沿深度y分布的维氏硬度值。
4.根据权利要求1、2或3所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法,其特征是:在步骤4中,等效弹性模量为:
式中,为等效弹性模量,Es,Et为弹丸和靶体的弹性模量,vs,vt为弹丸和靶体的泊松比;
弹丸的喷射速度和喷射压力、弹丸流量、弹丸直径之间的关系式为:
式中,V是弹丸的喷射速度,p是喷丸机的喷射空气压力,m是弹丸流量,D是弹丸直径;
单个弹丸撞击靶体后的弹坑计算式为:
式中,a是弹坑半径,K是能量系数,取0.8,ρs是弹丸密度。
5.根据权利要求4所述的喷丸强化表面完整性参数预测方法,其特征是:在步骤5中,全覆盖率与弹丸数量之间的关系式为:
式中,C是全覆盖率,a是单个弹丸撞击靶体的弹坑半径,N是该覆盖率所需的弹丸数目。
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