基于有限元补偿系数的筒状零件表面加工应力测量方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种应力测量方法，具体为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，涉及机械工程领域。
技术介绍
残余应力是物体在外力卸载后或无力作用状态下，其内部仍然存在的自相平衡的应力，由于其存在，零件的静力强度、疲劳强度、及抗腐蚀性能均会收到严重影响，使得零件在制造工程中产生开裂和变形等诸多方面的工艺缺陷，从而其使用寿命受到严重影响；同时残余应力的存在还会严重影响到零件的几何稳定性和尺寸稳定性，使得零件在精度上也受到严重的制约。由于钛合金材料密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等诸多方面的优点，目前在航空领域应用为较广泛。其加工引起的表面残余应力同样会影响到该零件的各方面的性能，因此研究钛合金零件加工表面残余应力，在航空领域具有重要意义。 从上世纪30年代起，在残余应力测量领域国内外已经取得了令人瞩目的成果，目前广泛使用的测量方法已有十余种，主要分为有损检测法和无损检测法两类。有损检测法主要包括环芯法、钻孔法、分割切条法等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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σz0和切向残余应力σt0；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σzi、σti，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...

【技术特征摘要】
1.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σz0和切向残余应力σt0；
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σzi、σti，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。
2.如权利要求1所述的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：
所述筒状零件的长度和外径比值λ满足λ≥1.11。
3.如权利要求1所述的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：
所述步骤四的化铣剥层方法中，化铣液的成分为氢氟酸和硝酸。
4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兆锋，倪骁骅，高飞，成岗，孟龙晖，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32