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[发明专利]一种多形态颗粒增强复合材料三维细观结构建模方法-CN202010314094.5有效
发明人： 张以都;高子涵;苗卫首;吴琼;高瀚君;陈曙光 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-04-20 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：本发明提出了一种多形态颗粒增强复合材料三维细观结构建模方法，该方法可以建立一定体积分数的多种形态颗粒的颗粒增强复合材料三维细观结构模型，颗粒的形状为随机多面体，随机多面体颗粒可通过三角剖分法、多边形拉伸法、多面体圆切法生成，也可以通过三种方法的复合方法来生成多面体颗粒，不同方法创建的颗粒具有不同的形态，将建立的细观结构模型一定的格式存储到数据文件中，可用MATLAB显示细观结构模型，并利用ABAQUS的脚本语言Python读取数据文件中的细观结构模型数据，在ABAQUS中建立三维细观结构模型。
一种形态颗粒增强复合材料三维结构建模方法

[发明专利]一种深冷-热振复合残余应力均化的方法-CN202210711979.8在审
发明人：吴琼;冉子良;高瀚君;张以都;朱小溪;刘洋 -专利权人：北京航空航天大学;北京卫星制造厂有限公司
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： C22F1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种深冷‑热振复合残余应力均化的方法，该方法是在深冷处理、热时效和振动时效复合作用下，实现时效样件残余应力的消除与均化。利用深冷处理和热时效做用，通过冷热循环的温度场实现时效件残余应力均化，利用振动时效，通过材料发生微塑性变形实现时效件残余应力均化。该应力均化方法包含多种工艺参数的设置，包括高温温度、低温温度、振动频率等工艺参数，通过工艺参数的调节能够更好地实现时效样件的残余应力均化和消除，提高工件的使用寿命。其优点有：通过冷热循环的方式施加温度场，防止材料内部因过大的温度冲击产生损伤；提高了残余应力的均化效果；增加了应力调控的效率。
一种复合残余应力方法

[发明专利]一种深冷-热振一体化复合工艺应力调控装置-CN202210712018.9在审
发明人：吴琼;冉子良;高瀚君;张以都;朱小溪;刘洋 -专利权人：北京航空航天大学;北京卫星制造厂有限公司
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： C21D6/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种深冷‑热振一体化复合工艺应力调控装置。本装置包含深冷‑加热温度系统、振动系统、自动控制系统和其他部分。深冷‑加热温度系统和振动系统可单独作用或者共同作用，实现对工件的残余应力均化，可以实现热时效、振动时效、热振复合时效、深冷处理、高低温循环和深冷热‑振复合应力调控工艺。自动控制系统实现装置的统一集中调控，包括温度控制、振动控制、压力控制、湿度控制和管路控制，实现工艺参数在装置中的具体调控。其他部分实现了工件装卡、箱门自动开合、安全监测和管路连接，辅助构成统一的装置系统。其优点有：实现了应力调控的集成；提高了残余应力的均化效果；增加了应力调控的效率。
一种一体化复合工艺应力调控装置

[发明专利]一种颗粒随机分布的复合材料2D细观结构建模方法-CN202010287490.3有效
发明人： 张以都;高子涵;吴琼;高瀚君;陈曙光;苗卫首 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提出了一种颗粒随机分布的复合材料2D细观结构建模方法，该方法可通过给定几何信息(包括基体大小、颗粒粒度分布、颗粒边数分布、颗粒长径比分布、体积分数)，来建立随机分布的颗粒增强复合材料2D细观结构模型，并将细观结构模型数据存储在xml数据文件中，该方法可对生成的2D细观模型中的颗粒粒度、边数、长径比进行统计分析，利用ABAQUS软件的脚本语言Python读取xml数据文件在ABAQUS完成几何模型创建，为细观有限元模型提供细观几何模型。
一种颗粒随机分布复合材料结构建模方法

[发明专利]一种用于焊缝残余应力消除的复合装置及方法-CN202110513832.3有效
发明人： 张以都;陈曙光;吴琼;高瀚君;胡德友;孙宏波 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-11 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： C21D9/50 文献下载
摘要：本发明提出一种用于焊缝残余应力消除的复合装置和方法，包括：支撑架、移动轮、超声冲击枪、调高螺栓、缓冲弹簧、热风枪、热风枪支架、加热组件、温度传感器、控制箱；支撑架由四个移动轮支撑，超声冲击枪通过安装有缓冲弹簧的调高螺栓固定于支撑架上，用于加热焊缝的保温箱和用于防止热量散失过快的热风枪设置在超声冲击枪的两侧。保温箱包括加热片、隔热层及温度传感器；超声冲击枪、热风枪、温度传感器以及加热片分别与控制箱连接。整个装置结构简单，焊接残余应力更容易且有效的消除，极大降低残余应力释放带来的样件变形。
一种用于焊缝残余应力消除复合装置方法

[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-CN202011007489.7有效
发明人： 张以都;宋和川;吴琼;高瀚君 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-09-23 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： C21D10/00 文献下载
摘要：本发明提出一种热振复合残余应力调控工艺参数的优化方法。根据工件初始残余应力分布状态，同时结合工件的结构形状、尺寸大小以及重量特征，选取主振型模式，确定支撑方式、支撑位置以及激振位置，充分考虑工件材料的力学性能与设备的能力以及调控效果要求，将残余应力消减率与分布均匀性作为控制优化目标，以激振力、激振频率、加热温度、保温时间和激振时间所允许的范围作为约束条件，给出热振复合工艺参数综合优化设定方法，本发明可以对时效效果进行系统的、全面的评价，科学的、高效的、准确的制定工艺参数，对工件有针对性的进行热振复合时效处理，大幅提高残余应力调控效果，充分发挥热振复合残余应力调控技术优势。
一种复合残余应力调控工艺参数优化方法

[发明专利]一种热振-喷丸复合工艺应力调控方法-CN202010956607.2有效
发明人：吴琼;张以都;薛念普;高瀚君 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-09-11 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： C21D7/06 文献下载
摘要：本发明提出一种热振‑喷丸复合工艺应力调控方法，进行零件残余应力的调控与控制。利用热振复合时效，进行零件残余应力的整体均化，通过喷丸工艺，达到零件表层应力强化的效果，在该方法的作用下，使得零件具有表层应力强化内部应力均化的应力分布状态。该方法中涉及多重载荷的作用，包括温度、振动、喷丸和装夹等。通过该应力调控方法，可有效提升应力的分布情况，保证零件服役工作寿命和尺寸稳定性。与现有技术相比，本发明显著优点有：1)提出了热振‑喷丸一体化的复合工艺应力调控方法；2)能够使零件达到表层应力强化内部应力均化的应力分布状态；3)多重载荷的作用为工艺优化提供了广阔的参数空间，提高了应力调控效率。
一种复合工艺应力调控方法

[发明专利]一种基于图像识别的残余应力检测方法与装置-CN202010586313.5有效
发明人：吴琼;薛念普;高瀚君;张以都;宋肖珺;李燕 -专利权人：北京航空航天大学;北京航天新风机械设备有限责任公司
申请日： 2020-06-24 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明提出一种基于图像识别的残余应力检测方法，设计了一种利用图像识别技术的残余应力检测装置，该方法和装置可以实现对不同材料进行不同深度、不同位置的残余应力检测。基于图像识别的残余应力检测方法是，通过钻头打孔释放测量点处的残余应力，引起孔周围材料的变形，使得粘贴于材料表面的反光片亮度发生改变，照射灯光增强亮度改变效果，将拍摄照片进行灰度处理，利用图像识别技术辨识图像变化情况，获得材料的变形值，实现对试件测量点处残余应力的检测。该残余应力检测装置，具体包括装夹系统，钻孔及控制系统，图像采集系统和数据处理系统，装置可以实现一次试件装夹条件下进行多点的残余应力检测。与现有技术相比，本发明显著优点有：1)可以进行多种材料的残余应力检测；2)可以实现试件的一次装夹多点残余应力检测，减少了外加载荷的影响；3)残余应力检测效率得到提高。
一种基于图像识别残余应力检测方法装置

[发明专利]一种考虑覆盖率及路径的喷丸变形数值模拟方法-CN202110933955.2在审
发明人：高瀚君;林明辉;吴琼;朱燏;薛念普;张以都 -专利权人：北京航空航天大学;中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-08-10 - 公布日： 2021-11-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑覆盖率及路径的喷丸变形数值模拟方法，包括：单弹丸撞击模型，弹丸个数及弹丸坐标计算，多弹丸撞击模型，零件变形预测模型，首先，建立单弹丸撞击模型，然后，根据得到的弹坑直径，计算得到满足覆盖率要求的弹丸个数及弹丸坐标，其次，建立多弹丸模型，得到深度‑应力曲线，再次，建立零件变形预测模型，将应力值赋予零件，得到零件变形，接着，建立新的零件模型，将温度梯度场赋予零件，改变材料膨胀率，使在温度梯度场下与应力场下零件的变形相近，最后将温度梯度场按路径赋予零件，得到零件在特定喷丸路径下的变形。本发明考虑了覆盖率及喷丸路径对零件变形的影响，在实际中工艺参数的优化可以起指导作用。
一种考虑覆盖率路径变形数值模拟方法

[发明专利]一种冷轧法消除环件残余应力的工艺参数优化方法-CN202011007349.X有效
发明人： 张以都;宋和川;吴琼;高瀚君 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-09-23 - 公布日： 2021-08-17 - 主分类号： B21H1/06 文献下载
摘要：本发明提出一种冷轧法消除环件残余应力的工艺参数优化方法。根据工件初始残余应力分布状态，基于环件轧制力学与运动学条件，结合环件对最终尺寸与力学性能要求，同时考虑环件轧制工艺设备能力，将残余应力消减率与分布均匀性作为控制优化目标，以压下率、驱动辊转速、摩擦系数、芯辊半径和芯辊进给速度所允许的范围作为约束条件，给出冷轧法消除环件残余应力工艺参数综合优化设定方法，本发明可以对应力消除效果进行系统的、全面的评价，科学的、高效的、准确的制定工艺参数，对环件有针对性的进行冷轧消除残余应力处理，大幅提高残余应力调控效果，充分发挥冷轧法消除环件残余应力技术优势。
一种冷轧消除残余应力工艺参数优化方法

[发明专利]一种盲孔法残余应力自动钻孔测试装置-CN202110510850.6在审
发明人： 张以都;高子涵;吴琼;高瀚君;李杰;祝世强 -专利权人：北京航空航天大学;首都航天机械有限公司
申请日： 2021-05-11 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： B23B41/00 文献下载
摘要：本发明设计了一种盲孔法残余应力自动钻孔测试装置，该装置包括钻孔系统、装夹系统、定位系统和自动测试系统。钻孔系统可针对测试样件任意平面进行钻孔；装夹系统通过顶紧和压紧的形式进行装夹，可最大程度上减少装夹应力，减小测量误差；定位系统可自动识别应变片的位置，计算钻孔位置坐标；自动测试系统根据图像识别的应变片位置进行自动对刀和自动钻孔，钻孔结束后软件根据每次进给后的应变值和图像识别测量的实际钻孔孔径，计算样件不同深度和表层的残余应力。
一种盲孔法残余应力自动钻孔测试装置

[发明专利]一种热流脉冲式环件残余应力均化方法与装置-CN202010585942.6有效
发明人：吴琼;薛念普;高瀚君;张以都 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-06-24 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： C21D9/40 文献下载
摘要：本发明提出一种热流脉冲式环件残余应力均化方法，对具有一定压力值的液压油进行加热，实现热流脉冲式复合残余应力均化，设计了一种适用于热流脉冲式环件残余应力均化的装置，具体包括机械模具系统和液压与控制系统。热流脉冲式环件残余应力均化方法，设定输出液压值为周期波动的脉冲液压，并对输出液压油进行加热，实现对零件加载热流温度、液压力、液压脉冲压力的多重载荷作用，利用外力加载进行残余应力的均化。热流脉冲式环件残余应力均化装置，包括机械模具系统和液压与控制系统，机械模具主要作用是实现零件的装夹固定，液压与控制系统进行载荷的输出与控制。与现有技术相比，本发明显著优点有：1)可以实现热流温度、液压力、液压脉冲力多重载荷作用下的残余应力均化；2)能够进行环件径向、轴向与周向三个方向的残余应力均化；3)液压油通过耐温气囊作用于零件上，减少了液体泄漏；4)可以到达高度自动化，进行工艺参数的准确控制；5)残余应力均化效率高，设备成本低，避免了机械式胀形模具交界面的应力差。
一种热流脉冲式环件残余应力方法装置

[发明专利]一种由残余应力释放引起的板类零件翘曲变形的计算方法-CN201710796457.1有效
发明人：高瀚君;吴琼;张以都;刘畅;周文兵;高子涵 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-09-06 - 公布日： 2021-05-07 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：为了提高板类零件的制造精度，在制造阶段提前获取零件的变形信息，提出了一种由残余应力释放引起的板类零件翘曲变形的计算方法。该方法基于弹性力学和板壳理论，通过将残余应力释放等效为板边缘施加的均布力矩，计算了板类零件在加工过程中的翘曲变形情况。基于该方法的计算结果，可以预测不同形式的板类零件的制造误差，为提高制造精度提供理论依据。
一种残余应力释放引起零件变形计算方法

[发明专利]一种航天器“连杆——卡爪”式对接锁紧装置-CN201811183175.5有效
发明人：吴琼;苗卫首;张以都 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-10-11 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： B64G1/64 文献下载
摘要：本发明设计了一种航天器“连杆—卡爪”式对接锁紧装置。它所具体内容有：主动对接系统由结构锁1、定心导向锥杆2、V型导向块3、V形槽4构成；结构锁构成主要包括：带减速器电机a、齿轮1b、齿轮2c、短连杆d、限位杆e、长连杆f、卡爪1g、齿轮3h、齿轮4i、卡爪2j、锁槽p；被动对接系统由V型导向槽5、缓冲装置6、固连把手7组成；缓冲装置构成主要包括：弹簧阻尼器k、V形叶片8。针对现有技术，本发明所具有的优点为：1)利用主动对接系统的定心导向锥杆实现定心，继承了传统“锥—杆”式对接方式的优点；2)增加了周边的导向定位装置，在满足定心要求的基础上实现了偏角误差纠正，完成精准对接。
一种航天器连杆卡爪对接装置

[发明专利]一种微量润滑切削加工时冷却润滑工艺参数优化方法-CN201810066761.5有效
发明人： 张以都;宋和川;吴琼 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-01-24 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种微量润滑切削加工时冷却润滑工艺参数优化方法，主要包括：根据微量润滑切削加工的特点建立冷却润滑工艺参数优化目标函数，根据所述优化目标函数建立参数优化模型中的优化变量、约束条件，以保证冷却润滑效果因子取得最佳值为优化目标，给出了微量润滑切削加工时冷却润滑工艺参数优化设定方法，通过寻优算法可以得到最优参数组合，该方法可以有效提高冷却润滑效果，可以提高切削效率，降低刀具切削力，同时可以均匀降低加工区、刀具和工件的温度，有效抑制刀具磨损，提高刀具耐用度，改善已加工表面的加工质量。
一种微量润滑切削工时冷却工艺参数优化方法

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