[发明专利]一种激光喷丸变刚度轻量化方法

权利要求书

1.一种激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：对构件进行结构设计，确定所述构件的极限尺寸；

步骤S2：采用相同牌号和热处理状态的材料截取所述构件，并对所述构件进行激光喷丸强化试验，设置多组强化参数；

步骤S3：对所述构件进行材料性能测试，获取材料性能提升数据；

步骤S4：确定拓扑优化强化区域，建立数学模型、设定目标函数和约束条件，采用有限元求解激光喷丸强化区域面积、数量和布局形式；

步骤S5：根据所述材料性能提升数据对所述构件的截面尺寸进行优化；

步骤S6：评估优化后所述构件的静/动强度、刚度、承载能力、可靠性指标，并判断是否符合设计要求，如果否，则重复所述步骤S4；如果是，则完成所述构件的设计；

所述步骤S4中，还包括：设计不同形式的激光喷丸强化处理方式，并获得不同形式下的结构应力特性；

所述步骤S1包括：

步骤S11：建立所述构件的模型，获得所述构件的几何外形；

步骤S12：确定所述构件的外载荷和边界条件；

步骤S13：根据所述构件的几何外形、外载荷和边界条件进行结构应力、应变分析，并根据分析结果确定所述构件的极限尺寸。

2.根据权利要求1所述的激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，所述步骤S11具体为：采用CATIA软件建立铝合金单蒙皮格栅整体壁板模型。

3.根据权利要求2所述的激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，所述步骤S13具体为：由理论分析和数值仿真可确定构件各个部分的极限尺寸，并进行结构失稳分析，确定格栅结构极限深宽比。

4.根据权利要求1所述的激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述材料性能提升数据包括材料拉伸强度、杨氏模量、疲劳寿命提升数据。

5.根据权利要求1所述的激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，所述激光喷丸强化处理方式包括铝合金单蒙皮格栅整体壁板的外蒙皮全处理、区域等间隔处理或区域不等间隔处理。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的激光喷丸变刚度轻量化方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：

设置目标函数和约束条件，以最小质量为目标，约束条件为结构强度、刚度变化量小于0.01％，采用并行计算和数值仿真方法进行所述构件的截面尺寸优化。