一种基于条件数的加工变形评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于条件数的加工变形评价方法，该方法基于毛坯初始残余应力、毛坯厚度，采用线性方程组扰动理论，得到毛坯初始残余应力系数矩阵条件数。初始残余应力系数矩阵条件数的大小可判断毛坯初始残余应力系数矩阵是否为病态矩阵，且能反映毛坯初始残余应力的微小变化对加工变形量的影响。因此毛坯初始残余应力系数矩阵的条件数可作为加工变形的评价指标，此方法可帮助工人迅速判断毛坯是否可用来加工零件，提高加工效率。

An evaluation method of machining deformation based on condition number

【技术实现步骤摘要】
一种基于条件数的加工变形评价方法
本专利技术属于机械工程
，特别涉及一种基于条件数的加工变形评价方法。
技术介绍
航空航天工业中大量采用整体结构设计，零件结构刚度弱，材料去除量大，加工变形问题格外突出。当前，针对加工变形问题的研究主要集中于加工变形机理研究、加工变形分析研究及加工变形控制研究。加工变形机理研究主要包括初始残余应力、加工残余应力、切削力、装夹力、装夹方式、工艺方案、零件的力学特性、材料特性对加工变形形态的影响规律；加工变形分析研究主要指基于应力数据、工艺参数和CAD模型采用Marc、Abaqus和StressCheck等商业有限元软件对加工过程进行建模仿真，通过建立模型仿真加工过程，分析毛坯初始残余应力、加工残余应力等因素对加工精度的影响，预测加工变形并提出误差补偿方法；加工变形控制主要指基于变形分析结果对加工过程进行优化或补偿，包括毛坯应力状态、余量分配、夹具布局、加工参数和加工顺序等，从而达到控制变形的目的，加工后还可通过多种校正技术进一步降低变形量。为突破飞机大型构件加工变形稳定性瓶颈，尚有加工变形评价指标亟待研究。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于条件数的加工变形评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、采用裂纹柔度法测量毛坯初始残余应力；/nS2、调整零件在毛坯中的位置，并采用最佳一致逼近多项式拟合不同零件位置下的零件初始残余应力，零件厚度作为自变量，沿厚度方向分布的初始残余应力作为因变量，提取拟合的多项式系数作为应力系数矩阵中的元素，确定零件初始残余应力系数矩阵；/nS3、计算零件初始残余应力系数矩阵的范数；/nS4，判断零件初始残余应力系数矩阵是否为可逆矩阵，若为可逆矩阵，计算系数矩阵的逆矩阵，若为不可逆矩阵，计算系数矩阵的广义逆矩阵；/nS5、计算零件初始残余应力系数矩阵的条件数，并根据条件数判断初始残余应力系数...

【技术特征摘要】
1.一种基于条件数的加工变形评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用裂纹柔度法测量毛坯初始残余应力；
S2、调整零件在毛坯中的位置，并采用最佳一致逼近多项式拟合不同零件位置下的零件初始残余应力，零件厚度作为自变量，沿厚度方向分布的初始残余应力作为因变量，提取拟合的多项式系数作为应力系数矩阵中的元素，确定零件初始残余应力系数矩阵；
S3、计算零件初始残余应力系数矩阵的范数；
S4，判断零件初始残余应力系数矩阵是否为可逆矩阵，若为可逆矩阵，计算系数矩阵的逆矩阵，若为不可逆矩阵，计算系数矩阵的广义逆矩阵；
S5、计算零件初始残余应力系数矩阵的条件数，并根据条件数判断初始残余应力系数矩阵为病态矩阵或者是良态矩阵；
S6、若为病态矩阵，预测包含加工变形量线性方程组的病态程度，判断零件的变形量是否超差，该毛坯是否能够用来加工零件。


2.根据权利要求1所述的基于条件数的加工变形评价方法，其特征在于：所述步骤S2中，最佳一致逼近多项式的表达形式如下：
σ(j)＝n(j)iti+n(j)(i-1)ti-1+n(j)(i-2)ti-2+…+n(j)2t2+n(j)1t+n(j)0，
其中：σ为零件初始残余应力，t为毛坯厚度，n(j)0-n(j)i为自变量的系数，i为函数的次数，j为零件在毛坯中的位置，即零件底面到毛坯底面的距离，取0-jmm。


3.根据权利要求1所述的基于条件数的加工变形评价方法，其特征在于：所述步骤S2中，零件在毛坯中的不同位置，零件内的初始残余应力不同，因此采用的拟合的最佳一致逼近多项式的次数也是不同的，相同次数自变量的系数作为初始残余应力系数矩阵中的一列元素，最高次自变量系数列在系数矩阵的最左边，依次递推，最低次自变量系数列在系数矩阵的最右边，系数矩阵的每一行的元素分别代表对应相应零件位置下的零件初始残余应力的拟合多项式的系数，系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吟飞，李晓月，李亮，石耀闻，丁小岑，周能淦，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32