[发明专利]基于有限元补偿系数的筒状零件表面加工应力测量方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元补偿系数的筒状零件表面加工应力测量方法，首先采用有限元分析的方法确定零件合适的长度，根据有限元分析结果截取零件合适的长度进行测量，采用化铣剥层进行逐层去除材料，并用有限元计算其补偿系数，最终根据每次剥层后用X射线法测得的表面应力值以及有限元计算得到的补偿系数计算零件的真实初始应力。本发明公开的应力测量方法计算简单、精度可靠，且对零件长度的要求并不苛刻。克服了现有技术中惯用的Moore和Evans的修正方法所存在的计算复杂、对零件以及应力要求较为苛刻，以及其精度往往还达不到要求等诸多问题。

主权项

基于有限元补偿系数的筒状零件表面加工应力测量方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、在有限元软件中对筒状零件的截面进行建模，通过对所述有限元软件进行二次开发，确定筒状零件的轴向长度；步骤二、根据有限元分析的结果用线切割截取步骤一中得到的筒状零件的轴向长度；步骤三、用X射线法测量筒状零件外壁轴向中部的轴向残余应力σ_z0和切向残余应力σ_t0；步骤四、对筒状零件外壁进行化铣剥层，剥层后用X射线法测量剥层后的新生表面的轴向和切向的残余应力σ_zi、σ_ti，重复上述化铣剥层以及测量的操作，直至所测量的轴向和切向的残余应力值持续为0；步骤五、在有限元软件中根据筒状零件的实际尺寸进行建模，并根据步骤四中每次化铣剥层的深度将所述模型分割，向模型施加残余应力值，运用生死单元技术计算每次剥层后残余应力的修正系数；步骤六、根据步骤五得到的修正系数对筒状零件每次剥层后的表面残余应力值进行修正，得到筒状零件外壁随深度变化的实际残余应力值。