【技术实现步骤摘要】
一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法
本专利涉及残余应力调控领域，尤其涉及一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法。
技术介绍
材料内部保持平衡状态而存在的应力称为残余应力，一般地，残余应力的水平和分布状态与材料的结构、力学性能和产生条件等因素有关。残余应力状态不稳定，当工件受到外界载荷作用时，工件局部可能发生塑性变形从而使内应力重新分布。残余应力会影响工件尺寸稳定性、金属静强度、疲劳强度，造成金属脆性破坏、应力腐蚀开裂等问题，引起工件加工变形、严重影响服役寿命，因此通常需要对残余应力进行调控，即在一定时序内，借助力、热、电或磁等能量施加手段对时效件进行处理，进而改变残余应力场状态。自然时效是指将毛坯件放置于室外，使其经受长年累月的自然环境变化处理，由于温度的反复变化造成时效件内部晶格滑移，从而促进残余应力的释放。自然时效的作用方式必然出现周期长、效率低并且效果差的不足，因此这种过时的时效方式在我国制造业已经被逐步抛弃。目前企业对残余应力调控的常规应用方式包括残余应力的热时效和振动时效。热时效是指通过...
【技术保护点】
1.一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(a)选取工件上n个典型点位，同时给出点位的初始残余应力σ
【技术特征摘要】
1.一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)选取工件上n个典型点位，同时给出点位的初始残余应力σi(i＝1,2,3…,n)；
(b)根据步骤(a)得到的初始残余应力，同时结合工件的结构形状、尺寸大小以及重量特征，选取工件的主振型模式，确定工件支撑方式、支撑位置以及激振位置；
(c)根据步骤(b)得到的工件支撑方式、支撑位置以及激振位置，基于工件材料特性，通过查阅文献或依据相关经验，同时考虑热振复合工艺设备能力，收集确定热振复合残余应力调控工艺参数范围，主要包括：激振力最大值Fmax与最小值Fmin、激振频率最大值fmax与最小值fmin、时效温度最大值Tmax与最小值Tmin、激振时间最大值tVmax与最小值tVmin、保温时间最大值tTmax与最小值tTmin；
(d)设定目标函数初始值G0，定义激振力F并初始化，寻优步长ΔF，设定激振力寻优中间过程参数k1，并令k1＝0；
(e)令F＝Fmin+k1ΔF；
(f)定义激振频率f并初始化，寻优步长Δf，设定激振频率寻优中间过程参数k2，并令k2＝0；
(g)令f＝fmin+k2Δf；
(h)定义时效温度T并初始化，寻优步长ΔT，设定时效温度寻优中间过程参数k3，并令k3＝0；
(i)令T＝Tmin+k3ΔT；
(j)定义激振时间tV并初始化，寻优步长ΔtV，设定激振时间寻优中间过程参数k4，并令k4＝0；
(k)令tV＝tVmin+k4ΔtV；
(l)定义保温时间tT并初始化，寻优步长ΔtT，设定保温时间寻优中间过程参数k5，并令k5＝0；
(m)令tT＝tTmin+k5ΔtT；
(n)计算当前工艺参数下工件经过热振复合工艺调控后典型点位的残余应力消减率ηi；
(o)判断约束不等式是否成立？如果成立，转入步骤(p)，否则直接转入步骤(r)；
(p)计算当前工艺参数下残余应力调控效果综合评定的优化目标函数G，其表达式为：
式中，σ′i—工件经过热振复合调控后典型点位的残余应力，σ′i＝σi(1-ηi)，MPa；
σ′imin—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的最小值，MPa；
σ′imax—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的最大值，MPa；
—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的平均值，MPa；
λ1,λ2,λ3—加权系数，其中0≤λ1≤1，0≤λ2≤1，0≤λ3≤1且λ1+λ2+λ3＝1，各值大小可以根据工件残余应力调控对各项指标参数的不同需求在一定范围内进行适当调整；
需要说明的是，优化目标函数G的值越小越好；公式(1)中代表...
【专利技术属性】
技术研发人员：张以都，宋和川，吴琼，高瀚君，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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