(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210867185.0 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 彭芳瑜　张华　赵晟强　孙豪　 闫蓉　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 尚威 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种初始 残余应力的逆辨识预测方法 (57)摘要 本发明属于薄壁件加工相关技术领域， 并公 开了一种初始残余应力的逆辨识预测方法。 该预 测方法包括： S1对于同一批零件， 消除试验零件 的初始残余应力， 铣削加工， 测量其表面残余应 力； S2设定初始残余应力为零， 调整仿真参数， 使 得仿真残余应力与步骤S1获得的表面残余应力 的差值在可接受阈值范围内， 保存当前仿真参 数， 加载不同的初始残余应力， 仿真获得不同的 表面残余应力， 构建初始残余应力与表面残余应 力一一对应的数据库； S3利用数据库 构建预测模 型， 将待检测零件的表面残余应力输入预测模型 中， 以此获得待检测零件的初始残余应力， 实现 初始残余应力的逆辨识。 通过本发明， 解决现有 技术中测量残余引力破坏性大以及测量繁琐 的 问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115329479 A 2022.11.11 CN 115329479 A 1.一种初始 残余应力的逆辨识预测方法， 其特 征在于， 该 预测方法包括下列步骤： S1对于同一批零件， 将该批零件分为两部分， 一部分作为待检测零件， 一部分作为试验 零件， 将所述试验零件进 行去应力处理， 以此消除其初始残 余应力， 对该消除初始残余应力 的试验零件进行铣削加工， 然后测量该 试验零件的表面残余应力； S2采用有限元仿真的方式进行零件初始残余应力 ‑表面残余应力的仿真， 设定初始残 余应力为零， 仿真获得仿真表面残余应力， 将该仿真残余应力与步骤S1获得的试验零件的 表面残余应力进行比较， 调整仿真参数， 直至仿真残余应力与所述试验零件的表面残余应 力的差值在可接受阈值范围内， 保存当前仿 真参数， 加载不同的初始残余应力， 仿 真获得不 同的表面残余应力， 构建初始 残余应力与表面残余应力一 一对应的数据库； S3利用所述数据库构建预测模型， 测试所述待检测零件的表面残余应力， 将测试获得 的表面残余应力输入所述预测模型中， 以此获得待检测零件的初始残余应力， 实现初始残 余应力的逆辨识。 2.如权利要求1所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 在步骤S1 中， 所述去应力处 理采用退火处 理， 以消除初始 残余应力。 3.如权利要求1或2所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 在步骤 S1中， 测量表面残余应力采用X射线测量。 4.如权利要求1或2所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 在步骤 S2中， 所述仿 真参数为前刀面和基面的夹角， 后角为后刀面和切削平面的夹角， 即前角和 后 角。 5.如权利要求4所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 所述前角采 用有效平均前角代替前角进行仿真。 6.如权利要求5所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 所述有效平 均前角按照下列表达式计算获得： 其中， ha为切削厚度， re为刀具刃口圆弧半径， α0为刀具名义前角， 为经验常数， 一般取 值为2， θf为刀具与切屑的分离角， 一般取值 为37.6°。 7.如权利要求1或2所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 在步骤 S2中， 所述加载不同的残余应力是从零件深度方向加载不同的残余应力。 8.如权利要求1所述的一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 其特征在于， 在步骤S3 中， 所述预测模型采用神经网络预测模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115329479 A 2一种初始 残余应力的逆辨识预测方 法 技术领域 [0001]本发明属于薄壁件加工相关技术领域， 更具体地， 涉及一种初始残余应力的逆辨 识预测方法。 背景技术 [0002]航空发动机包含机匣、 叶轮、 航轴等关键薄壁类零部件， 发动机的服役性能主要取 决于各个零部件的表 面性能以及各部件之 间的装配情况。 本专利主要关注零部件的加工性 能。 这些零件在设计和制 造过程中对变形 的控制是薄壁件形性协同制 造关键的一步。 这些 零件具有壁厚薄的特点， 其加工产生的变形不仅受到机加工力热产生的影响， 还受到其零 件内部初始残余应力的影响， 而初始残余应力检测一直是加工制 造过程的难点， 对初始残 余应力检测方法的研究， 有利于揭示 零件内部在 初始残余应力影响下的变形机理。 [0003]传统的测量大深度方向的初始残余应力主要有中子射线法、 剥层钻孔法、 剥层X射 线衍射法、 裂纹柔度法等。 其中中子射线法所采用的仪器稀少昂贵， 其余方法都需要对零件 进行破坏剥层， 从而破坏了原有材料内部的应力平衡， 所测得的残余应力并非是原本材料 内部的初始残余应力。 这些方法存在零件的破坏性大、 测量方法繁琐、 测量结果受剥层方法 影响严重等缺点。 因此， 现需提供一种不具备破坏性且方便快捷获得材料初始残余应力的 方法。 发明内容 [0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种初始残余应力的逆辨识 预测方法， 解决现有技 术中测量残余引力对零件 破坏性大以及测量繁琐的问题。 [0005]为实现上述目的， 按照本发明， 提供了一种初始残余应力的逆辨识预测方法， 该预 测方法包括下列步骤： [0006]S1对于同一批零件， 将该批零件分为两部分， 一部分作为待检测零件， 一部分作为 试验零件， 将所述试验零件进 行去应力处理， 以此消除其初始残余应力， 对该消除初始残 余 应力的试验零件进行铣削加工， 然后测量该 试验零件的表面残余应力； [0007]S2采用有限元仿真的方式进行零件初始残余应力 ‑表面残余应力的仿真， 设定初 始残余应力为零， 仿真获得仿真表面残余应力， 将该仿真残余应力与步骤S1获得的试验零 件的表面残余应力进行比较， 调整仿真参数， 直至仿真残余应力与所述试验零件的表面残 余应力的差值在可接受阈值范围内， 保存当前仿真参数， 加载不同的初始残余应力， 仿 真获 得不同的表面残余应力， 构建初始 残余应力与表面残余应力一 一对应的数据库； [0008]S3利用所述数据库构建预测模型， 测试所述待检测零件的表面残余应力， 将测试 获得的表面残余应力输入所述预测模型中， 以此获得待检测零件的初始残余应力， 实现初 始残余应力的逆辨识。 [0009]进一步优选地， 在步骤S1中， 所述去应力处理采用退火处理， 以消除初始残余应 力。说　明　书 1/4 页 3 CN 115329479 A 3