[发明专利]一种镁合金筒形件残余应力评估预测方法

权利要求书

1.一种镁合金筒形件残余应力评估预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将原始的筒形件作为“基准件”，根据基准件内凸起的数量设计相同数量的“伴随件”；所述步骤(1)，具体过程如下：将原始的筒形件作为“基准件”，基准件中凸起初始厚度记为H，凸起的数量为n，n个凸起分别表示为A_i(i＝1，2，…，n)，凸起A_i的初始厚度表示为H_i；根据基准件中不同初始厚度H_i的凸起，设计n个与各凸起初始厚度相同的平板件，作为“伴随件”，伴随件表示为B_i，各伴随件与各初始厚度相同的凸起相对应；

(2)设计伴随件的尺寸及材料；

(3)将基准件和伴随件同时放入固溶热处理炉中进行热处理；

(4)使用仿真软件基于相同的热处理工艺，得到基准件和伴随件残余应力仿真结果；

(5)基于仿真结果，将基准件的凸起和伴随件沿厚度方向分成m层；提取凸起和伴随件从1～m层的残余应力值，获得凸起和伴随件相同位置残余应力之间的比例关系，建立比例值与各层厚度之间的函数关系及比例值与凸起初始厚度的函数关系；所述步骤(5)，包括以下步骤：

(5-1)基于仿真结果，选定基准件中一个初始厚度H₁的凸起A₁，沿厚度方向分成m层，各层厚度记为t，m层的厚度分别表示为t_j(j＝1，2，……，m)；将与凸起A₁对应的伴随件B₁沿厚度方向分成m层，各层厚度与凸起A₁各层厚度相同；提取凸起A₁和伴随件B₁从1～m层的残余应力值，获得凸起A₁和伴随件B₁相同位置残余应力之间的比例关系，如式(1)所示，得到m个离散点K值，

式中，σ_j为凸起A₁沿着厚度方向第j层的残余应力值，为伴随件B₁沿着厚度方向第j层的残余应力值；

(5-2)根据式(1)获得的一组离散点K值，建立起K与各层厚度t之间的函数关系：

K＝f(t) (2)；

(5-3)针对基准件中不同初始厚度H_i(i＝1，2，…，n)的凸起，重复步骤(5-1)～(5-3)，获得各凸起不同初始厚度下K的值，建立K与初始厚度H的函数关系：

K＝f(H) (3)；

(6)根据比例值与各层厚度之间的函数关系及比例值与凸起初始厚度的函数关系，拟合比例值与凸起初始厚度、各层厚度之间的函数关系；所述步骤(6)，根据式(2)、(3)，拟合回归获得K与初始厚度H、各层厚度t之间的函数关系：

K＝f(H，t) (4)；

(7)针对每个伴随件，采用实验测得伴随件全厚度方向残余应力分布值；

(8)基于伴随件全厚度方向残余应力分布值，利用比例值与凸起初始厚度、各层厚度之间的函数关系，获得基准件相应位置的残余应力值。

2.如权利要求1所述的镁合金筒形件残余应力评估预测方法，其特征在于：所述步骤(2)，具体过程如下：所述伴随件的长、宽尺寸设置为其自身初始厚度的3倍以上；伴随件材料设计为与基准件相同。

3.如权利要求1或2所述的镁合金筒形件残余应力评估预测方法，其特征在于：所述步骤(3)，具体过程如下：将基准件和所有伴随件同时放入相同的固溶热处理炉中，加热到500～550℃固溶温度，并保温10～14小时，然后快速取出，空冷。

4.如权利要求1或2所述的镁合金筒形件残余应力评估预测方法，其特征在于：所述步骤(7)，具体过程如下：针对伴随件，采用X射线衍射法获得表层残余应力；采用盲孔法获得近表层残余应力；采用轮廓法及中子衍射法测量内部残余应力。

5.如权利要求1所述的镁合金筒形件残余应力评估预测方法，其特征在于：所述步骤(8)，具体过程如下：基于步骤(7)获得的伴随件全厚度方向残余应力分布值，利用公式(4)，获得基准件相应位置的残余应力值。