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一种基于热力耦合模型的工件表面残余应力调控方法

发布时间: 2022-08-08

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
制造业
成果介绍
本发明公开了一种基于热力耦合模型的工件表面残余应力调控方法。按下述步骤进行:a.进行切削实验,测量每组切削参数条件下,对应得到的工件表面残余应力σi;所述的切削参数包括切削深度ap、切削速度V和进给量f;b.基于Oxley预测模型和J‑C本构模型构建直角切削力预测模型;c.基于剪切区和犁削区温度叠加形成的热应力,构建工件温度预测模型;d.基于直角切削力预测模型和工件温度预测模型构建基于热力耦合的工件表面残余应力的经验模型,并选取期望函数来描述各参数的影响;e.以观测的表面残余应力σi和预测得到的残余应力σsurface的差值的绝对值之和为适应度函数,使用遗传算法进行优化,得到比例系数和指数系数。本发明具有计算时间短和使用方便的特点。
成果亮点
本发明为了解决现有残余应力预测方法的实用性差和计算时间长的技术问题。采用少量的切削实验、切削力的理论计算和工件表面温度的理论计算。首先基于J-C本构模型来计算剪切面的剪切流动应力,然后推算出剪切面上的法向应力,从而得到切屑成形力。再分析机加工对犁削区影响,得到犁削区的长度和犁削力。采用镜像热源法计算热源产生的温度变化,从而得到工件表面的温升。遗传算法被用来寻取基于热力耦合经验模型的最优参数,从而建立起工件已加工表面的残余应力预测模型。建立的预测模型被用来和遗传算法相结合优化切削参数。通过少量的金属加工实验即可准确的预测不同条件下的表面残余应力,建立的基于热力耦合的残余应力调控方法在实用性和计算时间上具有较大的优势。该方法对于优化加工参数和提高零件表面质量具有重要的意义。
团队介绍
团队由贵州各高校师生组成固定团体,目前约120人,下设综合部、自科项目与平台管理部、社科项目与平台管理部、成果与知识产权管理部。成果与知识产权管理部:1.负责收审、查验、评定、核算的科研成果积分和奖励。2.负责对外产学研合作和成果转移转化等工作。3.负责科研成果汇编及数据信息的保密管理、存档。团队重管理、讲效率,团队纪律严格、明确责任、不懈努力、开拓进取,为增强团队每一个成员的的创新能力,团队定期开展研讨交流会,在研讨交流中拓宽成员思路,在团建活动中凝聚团队力量。
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