[發(fā)明專利]局部延展變形的小曲率曲面展開方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111102081.2
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113704929A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡永祥;江劍成;張?zhí)鞐?/a>;毛展晨;唐鑫森
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種局部延展變形的小曲率曲面展開方法，尤其適用于激光噴丸成形曲面，包括如下步驟：先等面積展開目標曲面，再基于目標曲面的幾何形狀，確定目標曲面延展區(qū)域與非延展區(qū)域的分布，進而由優(yōu)化模型或理論公式計算延展區(qū)域的延展量，最后基于延展量修正等面積展開的毛坯，得到體現(xiàn)局部延展變形特征的展開毛坯。與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明具有如下的有益效果：曲面展開過程與工藝變形特征相適應，展開毛坯的幾何外形更加準確；同時，提出求解局部延展量的方法，可用于成形工藝參數(shù)的選取。本發(fā)明解決現(xiàn)有曲面展開方法應用于存在局部延展變形的成形工藝，如機械噴丸成形、激光噴丸成形時，存在的曲面展開精度差、變形特征不相適應等難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特種機械制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及局部延展變形的小曲率曲面展開方法。

背景技術(shù)

激光噴丸成形通過激光誘導等離子體爆炸作用于板材，使其產(chǎn)生塑性變形，是一種純機械近凈無模成形技術(shù)，在機翼壁板、航天運載火箭燃料箱等曲率變化平緩的復雜型面整體構(gòu)件成形中，具有廣闊的應用前景。該工藝以激光為能量源，工藝參數(shù)可控性強，是實現(xiàn)大型曲面工件精確成形的重要手段。不考慮材料初始狀態(tài)的影響，以及實際加工過程中的工藝不穩(wěn)定因素，要充分發(fā)揮出噴激光丸精確成形的優(yōu)勢，需要建立精確的初始毛坯獲取方法與工藝規(guī)劃方法。工藝規(guī)劃方法已存在相關(guān)研究成果，而初始毛坯的精確獲取方法，即適用于激光噴丸成形的精確曲面展開方法，仍缺少相關(guān)成果。

在公開號為CN110543654A的專利文獻中公開了一種激光噴丸成形復雜曲面分布式工藝參數(shù)的確定方法，包括如下步驟：基于板殼力學建立撓度曲面與固有矩的函數(shù)關(guān)系，以分布式的固有矩函數(shù)為設(shè)計變量，建立基于偏微分方程約束的最優(yōu)化模型；根據(jù)工件的曲面參數(shù)方程或曲面坐標，將目標曲面離散并選擇合適的優(yōu)化算法求解優(yōu)化模型，計算分布式的固有矩；根據(jù)分布式的固有矩的大小分成若便于工藝操作的等參區(qū)域，確定在每一個區(qū)域的激光噴丸成形掃描方案；通過實驗建立工藝參數(shù)與固有矩對應的工藝數(shù)據(jù)庫，確定實驗工藝參數(shù)，結(jié)合殘余應力的要求，確定最佳分布式工藝參數(shù)。