基于电子散斑的毛坯内应力场在线测量技术研究

摘要

毛坯件在加工后，由于其内应力的释放导致严重的加工变形，成为制约我国航空结构件及各种机械零件生产技术发展的一个主要因素，因此毛坯内应力场的在线测量技术的研究对控制零件加工变形具有重要的意义。本文提出一种毛坯不均匀应力场测量和构建的方法以解决钻孔法测量大型结构件内应力存在的问题，重点研究如何提高钻孔法测量大型结构件内应力的效率。本文具体研究内容如下：
　　（1）针对钻孔法测量深度不够及零件上不能被测量区域的内应力的计算的问题，提出一种将内应力测量融合于零件粗加工过程中的毛坯不均匀应力场测量的新思路，利用插值算法反演二维内应力，然后通过建立自平衡三维应力场的模型计算不能被测量区域的应力分布。
　　（2）针对钻孔法在测量大型结构件内应力时测量效率低的问题，提出将电子散斑干涉技术与钻孔法相结合测量毛坯内应力的方法。对传统的电子散斑干涉光路进行改进，设计了内应力在线测量系统的总体结构，并规划了内应力自动在线测量流程。
　　（3）通过研制基于电子散斑的内应力测量装置以及设计散斑图像采集与处理系统，为毛坯内应力场的自动测量奠定了硬件和软件的基础通过一系列的残余应力测量试验验证该方法的可行性及所设计系统的有效性。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 毛坯内应力场测量现状

1.3 毛坯内应力场现有测量发放的缺陷与不足

1.4电子散斑测量技术概况

1.4 本论文的主要内容

第二章 不均匀应力场的测量方法

2.1 毛坯不均匀应力场的测量思路

2.2 一维内应力值的计算

2.3 二维内应力场反演

2.4 自平衡三维应力场的构建

2.5 本章小结

第三章 基于电子散斑干涉的内应力在线测量系统设计

3.1 内应力在线测量系统总体设计

3.2 基于电子散斑的在线残余应力测量原理

3.3 光路系统的设计

3.4 在线测量装置的结构与工作流程

3.5 本章小结

第四章 散斑图像采集与处理系统

4.1 硬件系统的设计

4.2 软件系统设计

4.3 本章小结

第五章 内应力场测量试验与结果分析

5.1 试验设备与参数

5.2 试验及结果分析

5.3 本章小结

第六章 总结展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文