[发明专利]一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法

权利要求书

1.一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)选取工件上n个典型点位，同时给出点位的初始残余应力σ_i(i＝1,2,3…,n)；

(b)根据步骤(a)得到的初始残余应力，同时结合工件的结构形状、尺寸大小以及重量特征，选取工件的主振型模式，确定工件支撑方式、支撑位置以及激振位置；

(c)根据步骤(b)得到的工件支撑方式、支撑位置以及激振位置，基于工件材料特性，通过查阅文献或依据相关经验，同时考虑热振复合工艺设备能力，收集确定热振复合残余应力调控工艺参数范围，主要包括：激振力最大值F_max与最小值F_min、激振频率最大值f_max与最小值f_min、时效温度最大值T_max与最小值T_min、激振时间最大值t_Vmax与最小值t_Vmin、保温时间最大值t_Tmax与最小值t_Tmin；

(d)设定目标函数初始值G₀，定义激振力F并初始化，寻优步长ΔF，设定激振力寻优中间过程参数k₁，并令k₁＝0；

(e)令F＝F_min+k₁ΔF；

(f)定义激振频率f并初始化，寻优步长Δf，设定激振频率寻优中间过程参数k₂，并令k₂＝0；

(g)令f＝f_min+k₂Δf；

(h)定义时效温度T并初始化，寻优步长ΔT，设定时效温度寻优中间过程参数k₃，并令k₃＝0；

(i)令T＝T_min+k₃ΔT；

(j)定义激振时间t_V并初始化，寻优步长Δt_V，设定激振时间寻优中间过程参数k₄，并令k₄＝0；

(k)令t_V＝t_Vmin+k₄Δt_V；

(l)定义保温时间t_T并初始化，寻优步长Δt_T，设定保温时间寻优中间过程参数k₅，并令k₅＝0；

(m)令t_T＝t_Tmin+k₅Δt_T；

(n)计算当前工艺参数下工件经过热振复合工艺调控后典型点位的残余应力消减率η_i；

(o)判断约束不等式是否成立？如果成立，转入步骤(p)，否则直接转入步骤(r)；

(p)计算当前工艺参数下残余应力调控效果综合评定的优化目标函数G，其表达式为：

式中，σ′_i—工件经过热振复合调控后典型点位的残余应力，σ′_i＝σ_i(1-η_i)，MPa；

σ′_imin—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的最小值，MPa；

σ′_imax—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的最大值，MPa；

—工件经过热振复合调控后典型点位残余应力的平均值，MPa；

λ₁,λ₂,λ₃—加权系数，其中0≤λ₁≤1，0≤λ₂≤1，0≤λ₃≤1且λ₁+λ₂+λ₃＝1，各值大小可以根据工件残余应力调控对各项指标参数的不同需求在一定范围内进行适当调整；

需要说明的是，优化目标函数G的值越小越好；公式(1)中代表调控后残余应力的消减率指标，(最大值与最小值之差无量纲化)与(标准差无量纲化)代表调控后残余应力的均匀性指标，且需要保证σ′_imax²+σ′_imin²与的值不为零；

(q)判断不等式G＜G₀是否成立？如果成立，则令G₀＝G，激振力F_y＝F，激振频率f_y＝f，时效温度T_y＝T，激振时间t_Vy＝t_V，保温时间t_Ty＝t_T，转入步骤(r)，否则，直接转入步骤(r)；

(r)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₅＝k₅+1，转入步骤(m)，否则转入步骤(s)；

(s)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₄＝k₄+1，转入步骤(k)，否则转入步骤(t)；

(t)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₃＝k₃+1，转入步骤(i)，否则转入步骤(u)；

(u)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₂＝k₂+1，转入步骤(g)，否则转入步骤(v)；

(v)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₁＝k₁+1，转入步骤(e)，否则转入步骤(w)；

(w)输出工件热振复合残余应力调控工艺最优激振力F_y，最优激振频率f_y，最优时效温度T_y，最优激振时间t_Vy，最优保温时间t_Ty。