基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法。首先，运用拉丁超立方抽样（LHS）法生成多种材料力学性能参数组合，利用有限元模拟弹塑性材料在非等轴残余应力下平压头与球压头于同一位置的压痕过程，构建压痕特征与材料力学性能参数的数据库及映射关系，通过同位置球压痕实验数据计算材料力学性能参数；其次，将所得材料力学性能参数输入有限元模型，再次运用LHS法生成残余应力参数组合，模拟材料在非等轴残余应力下的新位置球压痕过程，建立压痕特征与非等轴残余应力的数据库及映射关系；最后，将新位置球压痕实验获取的压痕特征参数，代入映射关系计算得到材料非等轴残余应力。本发明专利技术为非等轴残余应力预测提供了新途径，有效克服传统方法的局限性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料残余应力检测，具体涉及一种基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法。

技术介绍

1、残余应力是材料加工制造阶段，因不均匀温度场、形变差异等产生的内应力，分为残余压应力与拉应力。残余压应力可借喷丸、滚压工艺在构件表面筑“防护层”，抑制疲劳裂纹；残余拉应力却会大幅削弱材料韧性、加速损伤。二者协同外载时，易致构件应力集中、性能退化甚至失效，精准检测残余应力对保障构件服役安全至关重要。

2、残余应力测试技术发展至今，依据检测是否破坏材料分为有损与无损测量法。有损测量法（钻孔法、切割法等）虽理论成熟，但会损伤材料、弱化性能；无损测量法（xrd法、中子衍射法等）不损伤材料，却存在空间分辨率低、检测条件苛刻、成本高昂等局限，且尚未形成高效统一测试标准。压痕测试技术因兼具无损检测与多参数同步获取优势快速发展，可同时检测残余应力、硬度、弹性模量等力学性能参数，操作简便。然而，现有压痕方法检测非等轴残余应力时，面临理论模型普适性不足、依赖无应力试样基准、需已知材料力学性能参数等问题，限制了其在复杂场景下的应用。

3、因此，本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤1中建立非等轴残余应力下材料压痕有限元模型，包括：

3.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤1中基于拉丁超立方抽样法生成多种材料力学性能参数组合，所述材料力学性能参数组合包括弹性模量E、屈服强度σy和硬化指数n。

4.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤2中基于各参数组合在同一位置两次压痕的有限元模拟，建立压痕特征与材料力学参数的数据...

【技术特征摘要】

1.一种基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤1中建立非等轴残余应力下材料压痕有限元模型，包括：

3.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤1中基于拉丁超立方抽样法生成多种材料力学性能参数组合，所述材料力学性能参数组合包括弹性模量e、屈服强度σy和硬化指数n。

4.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤2中基于各参数组合在同一位置两次压痕的有限元模拟，建立压痕特征与材料力学参数的数据库，包括：

5.如权利要求1所述的基于压痕技术的非等轴残余应力预测方法，其特征在于，步骤3中基于压痕仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉佳，郝欣悦，李虹瑞，王浩晨，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：