利用FEM修正法测量Ti6Al4V管件表面残余应力
2015-09-03孟龙晖杨吟飞
哈尔滨工业大学学报 2015年5期
孟龙晖,何 宁,杨吟飞,赵 威
(南京航空航天大学机电学院,210016南京)
钛合金材料具有密度低、比强度高、耐腐蚀、耐高温诸多等优点,在航空领域应用较为广泛[1].其表面加工残余应力的性质和大小是工件已加工表面质量的重要标志之一[2],会严重影响工件的形状、尺寸精度以及服役性能[3].残余应力的检测分为有损检测和无损检测两大类[4].有损检测方法主要有钻孔法、盲孔法、取条法、切槽法、剥层法等,目前应用较多的是钻孔法[5].无损检测方法主要有 X射线法、中子衍射法、同步衍射法、超声波法、电子散斑干涉法和磁性法,其中X射线法的工程应用最为广泛[6].针对表面加工残余应力自身的特点,目前主要采用X射线法结合剥层进行测量[7].由于剥层后,新表层的应力值会发生一定的变化,刚性越弱的薄壁件,应力值的变化越大,因此需将X射线法测得的结果做进一步的修正补偿.
Moore等[8]提出的管状零件内应力修正的M&E修正法计算过于复杂,且对零件的尺寸以及残余应力的性质都有较为严格的要求,在某些场合其精度还达不到工业上的需求,Savaria等[9]提出的修正方法仅仅局限于局部剥层,且其并未考虑边缘效应.
本文在上述研究的基础上提出一种有限元(FEM)修正方法,运用“生死单元”技术模拟应力层被腐蚀剥层的过程,根据此过程中模型内残余应力发生的变化计算修正系数,对测得的应力进行修正补偿.FEM修正方法比其他传统修正方法计算简单,对零……
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