[發(fā)明專利]基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611185415.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106599496B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫林根;胡夢(mèng)佳;蔡志鵬;吳令萍;李克儉;李軼非;劉霞;王煜;于文龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣電站設(shè)備有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 雷紹寧

1.一種基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟a、在數(shù)值計(jì)算軟件中建立勻質(zhì)材料無(wú)應(yīng)力的平板模型，并在平板模型上施加單向拉伸載荷，獲得均布于平板模型內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)；

步驟b、在平板模型中心逐層去除銑削環(huán)槽處的材料，并經(jīng)平衡計(jì)算得出每去除一層銑削環(huán)槽處的材料后各銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的環(huán)芯處的應(yīng)力值和應(yīng)變?cè)隽浚?/p>

步驟c、根據(jù)所述步驟b計(jì)算得出的應(yīng)力值和應(yīng)變?cè)隽浚?jì)算得出各銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；

步驟d、根據(jù)所述步驟c計(jì)算得出的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)，計(jì)算得出每去除一層銑削環(huán)槽處的材料后各銑削環(huán)槽深度增量對(duì)應(yīng)的等效殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；

步驟e、根據(jù)所述步驟d計(jì)算得出的等效殘余應(yīng)力釋放系數(shù)，計(jì)算得出簡(jiǎn)化的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；

步驟f、根據(jù)所述步驟e計(jì)算得出的簡(jiǎn)化的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)，計(jì)算得出各銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的殘余應(yīng)力值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述步驟a中，平板模型上的應(yīng)變片采用十字型應(yīng)變片并沿主應(yīng)力方向貼片，所述主應(yīng)力方向?yàn)槠桨迥Ｐ偷妮S向和周向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述步驟c中，殘余應(yīng)力釋放系數(shù)的計(jì)算方法為：

式中，Δε₀、Δε₉₀為兩個(gè)主應(yīng)力方向的應(yīng)變?cè)隽浚沪為銑削環(huán)槽深度增量；k₁、k₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；σ₁、σ₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的應(yīng)力值；E為材料的楊氏模量；μ為材料的泊松比。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述步驟d中，等效殘余應(yīng)力釋放系數(shù)的計(jì)算方法為：

式中，Δz為銑削環(huán)槽深度增量；K₁、K₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度增量對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的等效殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；k₁、k₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述步驟e中，簡(jiǎn)化的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)的計(jì)算方法為：

式中，ΔA、ΔB為簡(jiǎn)化的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；Δz為銑削環(huán)槽深度增量；K₁、K₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度增量對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的等效殘余應(yīng)力釋放系數(shù)；μ為材料的泊松比。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)值計(jì)算的環(huán)芯法測(cè)量殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，在所述步驟f中，殘余應(yīng)力值的計(jì)算方法為：

式中，σ‘₁、σ‘₂為相應(yīng)銑削環(huán)槽深度對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主應(yīng)力方向上的殘余應(yīng)力值；E為材料的楊氏模量；Δε₀、Δε₉₀為兩個(gè)主應(yīng)力方向的應(yīng)變?cè)隽浚沪、ΔB為簡(jiǎn)化的殘余應(yīng)力釋放系數(shù)。