(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 202111600230.8 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 华东理工大 学 地址 200237 上海市徐汇区梅陇路13 0号 申请人 中国航发商用航空发动机有限责任 公司 (72)发明人 张显程　刘怡心　张成成　王润梓　 张开明　姚树磊　李晓　 (74)专利代理 机构 上海智信专利代理有限公司 31002 专利代理师 杨怡清 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) C22F 1/00(2006.01) C21D 7/02(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种超声滚压强化 参数归一 化方法 (57)摘要 本发明提供一种超声滚压参数的归一化方 法， 包括以下步骤： 确定试样的加工区域； 在加工 参数的工作范围内， 分别利用处于不同水平的这 四种加工参数来设计多个超声滚压强化实验； 建 立单位尺 寸的加工区域的加工时间的模型； 建立 超声滚压过程中单位尺寸的加工区域获得的总 能量的模型； 确定各个超声滚压强化实验对应的 总能量G， 作为G因子； S5： 得到每个超声滚压强化 设备在不同G因子下加工的试样各自的硬度、 粗 糙度和残 余应力值； 绘制加工的试样的材料的粗 糙度－G因子、 硬度－G因子以及残余应力－G因 子的交互图。 本发明能够很好对不同超声滚压设 备的加工参数进行参数归一处理， 能够有效进行 横向加工效果对比。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114491945 A 2022.05.13 CN 114491945 A 1.一种超声滚压强化 参数归一 化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 在各个超声滚压强化设备的静压力F、 滚压间距d、 进给速度v以及滚压遍数n这四种 加工参数的工作范围内， 分别利用处于不同水平的这四种加工参数来设计多个超声滚压强 化实验； S2： 建立单位尺寸的加工区域的加工时间t的模型； S3： 利用单位尺寸的加工区域的加工时间t的模型， 进一步建立超声滚压过程中单位尺 寸的加工区域获得的总能量G的模型； S4： 将所述S1的超声滚压强化实验的加工参数代入S3建立的总能量G的模型中， 以确定 S1设计的各个超声滚压强化实验 对应的总能量G， 作为G因子； S5： 执行所述S1设计的超声滚压强化实验以利用不同的超声滚压强化设备加工得到试 样， 得到每个超声滚压强化设备在不同G因子下加工的试样各自的硬度、 粗糙度和残余应力 值； S6： 绘制加工的试样的材料的粗糙度－G因子、 硬度－G因子以及残余应力－G因子的交 互图。 2.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 还包括S7： 根据 每个超声滚压强化设备的粗糙度 ‑G因子， 硬度 ‑G因子以及残余应力 ‑G因子交互 图， 得到该 超声滚压强化设备所加工的试样的材料的粗糙度、 硬度以及残余应力随G因子的演化规律， 并给出该超声滚压强化设备在针对试样的材 料时的G因子的选取界限。 3.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在执行所述S1之 前， 还包括S0： 确定试样的加工区域。 4.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在所述S1中， 所 述超声滚压强化 实验为正交实验； 对于静压力F、 滚压间距d、 进 给速度v以及滚压遍 数n这四 种加工参数， 每种加工参数均选取多个不同水平的值， 并且多个超声滚压强化实验被设计 为利用每个超声滚压设备和 其加工参数的工作范围内的不同水平的加工参数的不同组合 来进行。 5.根据权利要求4所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 所述超声滚压设 备包括单面依 次强化装置和双面对冲强化装置， 所述试样为铝基材料 的试样； 每种加工参 数选取3个不同水平的值。 6.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在所述S2中， 单 位尺寸的加工区域的加工时间t为： 其中， d为滚压间距， v为进给速度， n 为滚压遍数。 7.根据权利要求6所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在所述S3中， 超 声滚压过程中单位尺寸的加工区域获得的总能量G为： 其中， f为超声振动频率， d为滚压间距、 v为进给速度， n为滚压遍数； A为超声滚压设备权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114491945 A 2的振幅； k()为动态力Fd与静态力F之间的函数关系式， F为静态力， A为超声滚压设备的振 幅。 8.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在所述S5中， 超 声滚压强化设备在加工区域的范围内以之字形路径往复进行滚压强化， 以加工得到试样。 9.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法， 其特征在于， 在所述S5中， 试 样各自的硬度、 粗 糙度和残余应力值是利用表征实验得到的。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114491945 A 3