[发明专利]一种飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法

权利要求书

1.一种飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，建立激光喷丸有限元模型：

根据飞机受损件表面几何形状、材料类型以及所采用的激光喷丸设备，建立对应的飞机受损件激光喷丸有限元模型；

步骤二，获得残余应力-搭接率拟合关系式：

基于步骤一的飞机受损件激光喷丸有限元模型，对不同形状区域下的搭接率对残余应力的影响规律进行模拟分析，获得对应的搭接率与残余应力的拟合关系式；从而获得由搭接率预测残余应力值，以及由所需的残余应力值反推所需搭接率；

步骤三，分析飞机受损件复杂表面形状在受载后的应力分布：

根据受损件所受载荷，进行静力分析，获得受损件每个位置在外载荷作用下的应力值；

步骤四，获得受损件激光喷丸搭接率数据：

根据步骤三得到的受损件每个位置的应力值，求解与之相抵消的残余应力值的大小；根据步骤二搭接率和残余应力拟合关系式，求解受损件每个位置的搭接率从而得到激光光斑路径；

步骤五，进行激光喷丸修复处理：

根据步骤四的激光光斑路径，进行激光喷丸处理，获得调控得到的残余应力场；

步骤二所述搭接率与残余应力的拟合关系式如下：

σ＝-a+bexp(c×η)

其中，σ为残余应力，η为搭接率，参数a,b,c根据模拟分析获得；

步骤二所述基于步骤一的飞机受损件激光喷丸有限元模型，对不同形状区域下的搭接率对残余应力的影响规律进行模拟分析，具体是指：采用3×3阵列9点激光喷丸处理，以第二行第二列光斑圆心为中心点、以光斑直径为长和宽的矩形区域进行残余应力平均，并根据9个激光光斑位置关系获得对应的搭接率。

2.根据权利要求1所述飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法，其特征在于，步骤四所述求解与之相抵消的残余应力值的大小，具体如下：

选定激光喷丸起始点P₁(x₁，y₁)，根据步骤三得出起始点的外载荷应力值σ₁，则与之相抵消的残余应力为-σ₁；

根据步骤二的搭接率与残余应力的拟合关系式，以及点P₁所处的形状分区，求解P₁点的激光喷丸搭接率反求出每个位置的搭接率η₁；

当P₁点的搭接率确定后，即可求解出在X轴方向和Y轴方向与P₁点相邻的激光光斑的坐标，同样地可以求解该相邻光斑所需的搭接率；

以此类推，当所有光斑的位置均被求解得到时，即可形成受损件所有激光光斑的位置路径。

3.根据权利要求2所述飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法，其特征在于，步骤一所述激光喷丸有限元模型，是基于ABAQUS软件的激光喷丸有限元模型。

4.根据权利要求3所述飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法，其特征在于，步骤一所述根据飞机受损件表面几何形状、材料类型以及所采用的激光喷丸设备，建立对应的飞机受损件激光喷丸有限元模型，是指：

根据待修复的零件的表面几何形状，将其表面划分为对应区域；

根据飞机受损件材料和对应区域，建立飞机受损件激光喷丸有限元模型；并根据对应区域采用针对性的网格划分策略。

5.根据权利要求4所述飞机受损件激光喷丸修复过程的残余应力调控方法，其特征在于，所述对应区域，是指凸圆弧面区、凹圆弧面区和平面区。