[发明专利]一种残余应力层深分布辅助测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种残余应力层深分布辅助测量装置，包括底部支撑装置、工件支撑装置、传感器支架及位移传感器，所述底部支撑装置包括底座、两导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构，所述工件支撑装置包括连接板、V型块和工件限位机构；所述工件限位机构包括安装在连接板上的限位架及安装在限位架上的压紧装置，所述压紧装置位于V型块的上方；所述传感器支架安装在底座上，所述位移传感器上下位置可调整地安装在传感器支架上，所述位移传感器用于与V型块上的待测区域接触以检测待测区域的深度。本发明进行剥层和测量的整个过程自动控制，可操作性强，节约测试时间，测量精度高。

主权项

一种利用残余应力层深分布辅助测量装置进行残余应力层深分布的测量方法，所述残余应力层深分布辅助测量装置包括底部支撑装置、工件支撑装置、传感器支架及位移传感器，其中，所述底部支撑装置包括底座、两导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构，所述两导轨和伺服电机均安装在底座上，所述滚珠丝杠机构通过伺服电机驱动；所述工件支撑装置包括连接板、V型块和工件限位机构，所述连接板通过滚珠丝杠机构驱动其移动且其安装在两导轨上，所述V型块安装在连接板上；所述工件限位机构包括安装在连接板上的限位架及安装在限位架上的压紧装置，所述压紧装置位于V型块的上方，其用于与V型块配合对圆柱形工件进行限位；所述传感器支架安装在底座上，所述位移传感器上下位置可调整地安装在传感器支架上，所述位移传感器用于与V型块上的圆柱形工件的待测区域接触以检测待测区域的深度，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤：1)将圆柱形工件放在V型块上，调整圆柱形工件的位置，使圆柱形工件上的待测区域位于位移传感器的正下方，通过压紧装置对圆柱形工件进行限位；2)调整位移传感器的上下位置，使位移传感器接触圆柱形工件的待测区域，记录位移传感器的初始读数h0；3)启动剥层工位上的电解抛光机，设置电解抛光机每次剥层深度为h；4)伺服电机驱动滚珠丝杠机构运动，滚珠丝杠机构带动圆柱形工件移动到剥层工位，利用X射线衍射仪对表层残余应力进行测量，记录圆柱形工件表面的残余应力数值S0；5)设置圆柱形工件内部残余应力测量点的数量为n，μ为允许的剥层误差值，0＜μ≤h/2，径向深度为jkh的点为残余应力测量点，其中k为正整数，j＝1，2，3……n；6)设置计时器i＝1；7)本步骤包括以下子步骤：7.1)使用电解抛光机对圆柱形工件待测区域进行一次剥层；伺服电机驱动圆柱形工件回到初始工位，位移传感器与待测区域接触，得到读数hi；伺服电机驱动圆柱形工件移动到剥层工位；7.2)判断|hi‑hi‑1|≥kh‑μ是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，则进入步骤7.3)；7.3)测量第i点残余应力数值Si；7.4)设置i＝i+1；7.5)判断i＞n是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，进入步骤8)；8)结束残余应力的测量。