[發明專利]一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法

有效

• 申請號: 202011457132.9
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112464572B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 王延忠;張煒;余博
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/12;G06F119/04;G06F119/08;G06F119/16
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1.一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟S1：從傳動軸仿真和試驗數據以及生產經驗中提取傳動制造過程中關鍵工藝參數與加工性能關鍵評價指標；

步驟S2：基于仿真及試驗分析，獲取關鍵工藝控制參數對其性能評價指標的影響規律；

步驟S3：在獲得傳動軸典型材料的裂紋萌生與擴展的相關參數的基礎上研究加工性能評價指標對裂紋的影響規律和影響權重；

步驟S4：以傳動軸加工性能評價指標為中間變量，構建傳動軸壽命計算模型；

步驟S5：基于遺傳算法對傳動軸關鍵工藝參數進行優化。

2.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S1中，從傳動軸仿真和試驗數據以及生產經驗中，提取傳動軸的關鍵工藝參數：熱處理參數、磨削參數、噴丸參數，提取關鍵評價指標：表面粗糙度、表面硬度、表面殘余應力分布，為接下來的傳動加工性能評價與工藝參數優化提供基礎。

3.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中，對傳動軸的熱處理仿真與試驗歷史數據進行分析，獲得淬火溫度、保溫時間、淬火冷卻速度這些熱處理工藝參數對內部組織及表面硬度的影響規律。

4.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中，對傳動軸的成形磨削仿真與試驗歷史數據進行分析，獲得磨削速度、進給速度、磨削深度工藝參數對表面形貌的影響規律。

5.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中，對傳動軸的噴丸磨削仿真與試驗歷史數據進行分析，獲得噴丸覆蓋率、噴丸強度這些工藝參數對傳動軸殘余應力場的影響規律。

6.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S3中，對典型傳動軸材料的始裂門檻值、表面硬化系數這些裂紋擴展基本參數進行研究，在此基礎上，研究粗糙度對應力集中的影響，研究硬度對裂紋抗裂系數的影響，研究殘余應力場對受載后應力應變的影響，形成傳動軸加工性能參數對其裂紋萌生和擴展的影響規律。

7.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：聽述步驟S3中，在獲得軸加工性能參數對其裂紋萌生和擴展的影響規律的基礎上，開展靈敏度分析，獲得加工性能指標對裂紋生長的影響權重。

8.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S4中，以加工性能評價指標為中間值，采用神經網絡算法構建傳動軸裂紋萌生和擴展模型，并以裂紋萌生壽命和擴展壽命的總值作為傳動軸的壽命，從而構建基于加工工藝參數控制的傳動軸壽命計算模型，

N＝N_i+N_P (1)

式中：N為總壽命， N_i為裂紋萌生壽命，N_P為裂紋擴展壽命。

9.根據權利要求1所述的一種傳動軸加工性能評價及基于關鍵工藝的控制方法，其特征在于：所述步驟S5中，基于遺傳算法，以壽命最大為優化目標，以關鍵加工工藝參數為優化變量，在MA LAB上進行優化，獲得壽命最大的加工參數范圍。