[发明专利]一种超声滚压强化参数归一化方法

权利要求书

1.一种超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在各个超声滚压强化设备的静压力F、滚压间距d、进给速度v以及滚压遍数n这四种加工参数的工作范围内，分别利用处于不同水平的这四种加工参数来设计多个超声滚压强化实验；

S2：建立单位尺寸的加工区域的加工时间t的模型；

S3：利用单位尺寸的加工区域的加工时间t的模型，进一步建立超声滚压过程中单位尺寸的加工区域获得的总能量G的模型；

S4：将所述S1的超声滚压强化实验的加工参数代入S3建立的总能量G的模型中，以确定S1设计的各个超声滚压强化实验对应的总能量G，作为G因子；

S5：执行所述S1设计的超声滚压强化实验以利用不同的超声滚压强化设备加工得到试样，得到每个超声滚压强化设备在不同G因子下加工的试样各自的硬度、粗糙度和残余应力值；

S6：绘制加工的试样的材料的粗糙度－G因子、硬度－G因子以及残余应力－G因子的交互图。

2.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，还包括S7：根据每个超声滚压强化设备的粗糙度-G因子，硬度-G因子以及残余应力-G因子交互图，得到该超声滚压强化设备所加工的试样的材料的粗糙度、硬度以及残余应力随G因子的演化规律，并给出该超声滚压强化设备在针对试样的材料时的G因子的选取界限。

3.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在执行所述S1之前，还包括S0：确定试样的加工区域。

4.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在所述S1中，所述超声滚压强化实验为正交实验；对于静压力F、滚压间距d、进给速度v以及滚压遍数n这四种加工参数，每种加工参数均选取多个不同水平的值，并且多个超声滚压强化实验被设计为利用每个超声滚压设备和其加工参数的工作范围内的不同水平的加工参数的不同组合来进行。

5.根据权利要求4所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，所述超声滚压设备包括单面依次强化装置和双面对冲强化装置，所述试样为铝基材料的试样；每种加工参数选取3个不同水平的值。

6.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在所述S2中，单位尺寸的加工区域的加工时间t为：

其中，d为滚压间距，v为进给速度，n为滚压遍数。

7.根据权利要求6所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在所述S3中，超声滚压过程中单位尺寸的加工区域获得的总能量G为：

其中，f为超声振动频率，d为滚压间距、v为进给速度，n为滚压遍数；A为超声滚压设备的振幅；k()为动态力F_d与静态力F之间的函数关系式，F为静态力，A为超声滚压设备的振幅。

8.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在所述S5中，超声滚压强化设备在加工区域的范围内以之字形路径往复进行滚压强化，以加工得到试样。

9.根据权利要求1所述的超声滚压强化参数归一化方法，其特征在于，在所述S5中，试样各自的硬度、粗糙度和残余应力值是利用表征实验得到的。