[發明專利]一種飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法

有效

• 申請號: 202110677367.7
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113528777B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張俊豪;程秀全;夏琴香;程思竹
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C21D7/06
• 分類號: C21D7/06;C21D11/00;C22F1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，建立激光噴丸有限元模型：

根據飛機受損件表面幾何形狀、材料類型以及所采用的激光噴丸設備，建立對應的飛機受損件激光噴丸有限元模型；

步驟二，獲得殘余應力-搭接率擬合關系式：

基于步驟一的飛機受損件激光噴丸有限元模型，對不同形狀區域下的搭接率對殘余應力的影響規律進行模擬分析，獲得對應的搭接率與殘余應力的擬合關系式；從而獲得由搭接率預測殘余應力值，以及由所需的殘余應力值反推所需搭接率；

步驟三，分析飛機受損件復雜表面形狀在受載后的應力分布：

根據受損件所受載荷，進行靜力分析，獲得受損件每個位置在外載荷作用下的應力值；

步驟四，獲得受損件激光噴丸搭接率數據：

根據步驟三得到的受損件每個位置的應力值，求解與之相抵消的殘余應力值的大小；根據步驟二搭接率和殘余應力擬合關系式，求解受損件每個位置的搭接率從而得到激光光斑路徑；

步驟五，進行激光噴丸修復處理：

根據步驟四的激光光斑路徑，進行激光噴丸處理，獲得調控得到的殘余應力場；

步驟二所述搭接率與殘余應力的擬合關系式如下：

σ＝-a+bexp(c×η)

其中，σ為殘余應力，η為搭接率，參數a,b,c根據模擬分析獲得；

步驟二所述基于步驟一的飛機受損件激光噴丸有限元模型，對不同形狀區域下的搭接率對殘余應力的影響規律進行模擬分析，具體是指：采用3×3陣列9點激光噴丸處理，以第二行第二列光斑圓心為中心點、以光斑直徑為長和寬的矩形區域進行殘余應力平均，并根據9個激光光斑位置關系獲得對應的搭接率。

2.根據權利要求1所述飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法，其特征在于，步驟四所述求解與之相抵消的殘余應力值的大小，具體如下：

選定激光噴丸起始點P₁(x₁，y₁)，根據步驟三得出起始點的外載荷應力值σ₁，則與之相抵消的殘余應力為-σ₁；

根據步驟二的搭接率與殘余應力的擬合關系式，以及點P₁所處的形狀分區，求解P₁點的激光噴丸搭接率反求出每個位置的搭接率η₁；

當P₁點的搭接率確定后，即可求解出在X軸方向和Y軸方向與P₁點相鄰的激光光斑的坐標，同樣地可以求解該相鄰光斑所需的搭接率；

以此類推，當所有光斑的位置均被求解得到時，即可形成受損件所有激光光斑的位置路徑。

3.根據權利要求2所述飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法，其特征在于，步驟一所述激光噴丸有限元模型，是基于ABAQUS軟件的激光噴丸有限元模型。

4.根據權利要求3所述飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法，其特征在于，步驟一所述根據飛機受損件表面幾何形狀、材料類型以及所采用的激光噴丸設備，建立對應的飛機受損件激光噴丸有限元模型，是指：

根據待修復的零件的表面幾何形狀，將其表面劃分為對應區域；

根據飛機受損件材料和對應區域，建立飛機受損件激光噴丸有限元模型；并根據對應區域采用針對性的網格劃分策略。

5.根據權利要求4所述飛機受損件激光噴丸修復過程的殘余應力調控方法，其特征在于，所述對應區域，是指凸圓弧面區、凹圓弧面區和平面區。