一种航空铝合金T形锻件残余应力的测试方法

一种航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法
技术领域
1.本发明涉及一种航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，属于残余应力检测技术领域。


背景技术：

2.航空铝合金构件在制备过程中不可避免地产生了较大的残余应力，残余应力是构件加工后变形、开裂等隐患的重要原因，真实而直接测量构件深部的残余应力一直是众多科学家和工程师追求的目标，而大型复杂构件深部残余应力的分布状态难以通过理论分析、有限元计算、传统的测试方法等手段准确获得，极大地制约了航空领域高端构件的发展。
3.中子穿透能力强，对构件几乎没有损害，中子散射技术能够直接检测具有晶体结构特点的物质深部原子间距的变化，以此来体现物质内部的应力状态。近10年来，许多国家中子衍射实验室开始建立专门中子衍射残余应力测试装置，包括美国，英国，法国，德国，澳大利亚，俄罗斯，中国和韩国，主要使用于工程应用和材料科学研究。
4.尽管关于中子测试残余应力的研究已有很多，但仍存在不足，比如，第一，在测试前无法确定应力变化梯度，影响测试效率；第二，在测试过程中无法合理确定取样体积，影响测试精度，同时影响测试效率。


技术实现要素：

5.本发明针对以上待解决的问题，提供一种通过有限元仿真确定测试路径以提高测试效率，设计取样体积公式在保证有效的测试效率的同时提高测试精度的航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供一种航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，包括以下步骤：包括以下步骤：
7.步骤1：根据航空铝合金t形锻件的制备工艺，对待测航空铝合金t形锻件进行有限元仿真，建立有限元模型，得到其内部残余应力的整体分布规律，其中待测航空铝合金t形锻件的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，厚度方向为z方向；
8.步骤2：通过分析所述待测航空铝合金t形锻件内部残余应力的整体分布规律，截取所述待测航空铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面为研究对象，并选取此t形截面的筋条区域中心的路径l1和此t形截面的一个翼板的区域中心的路径l2为测试路径，路径l1和路径l2的方向均与所述待测航空铝合金t形锻件的z方向一致，分别在路径l1和路径l2上布置多个测试点；
9.步骤3：设计获取用于中子衍射测试的步骤2确定的每个测试点的取样体积尺寸的公式，
10.假定每个测试点的取样体积形状均为均匀的长方体，每个测试点均位于对应的长方体的中心，每个所述长方体的长、宽、高的尺寸分别为1mm*fv、0.5mm*fv、0.5mm*fv，fv为对
应的测试点的尺寸放大系数，fv的求解如下式：
[0011][0012]
式中，
▽
σ为有限元仿真结果中对应的测试点在x、y、z三个方向的最大应力梯度，单位为mpa/μm，取值范围为0～50，ic为中子通量，单位为n
·
cm-2
·
s-1
，取值为1.9
×
107，t为测试时长，单位为min，取值范围为10～30；
[0013]
步骤4：通过中子衍射测试以获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力；
[0014]
步骤5：通过中子衍射测试中的拟合误差计算应变误差，进而通过应变误差获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力误差以矫正其相应的残余应力；
[0015]
步骤6：以通过以上步骤确定的路径l1和路径l2上的残余应力为基准，修正有限元模型。
[0016]
进一步地，路径l1和路径l2的测试点均以5mm的距离等间距分布。
[0017]
进一步地，所述步骤4具体为：
[0018]
4.1：制作无应力样品和残余应力测试试块，布置无应力样品的测试点及残余应力测试试块的测试点，无应力样品的每个测试点的位置和残余应力测试试块的每个测试点的位置均与通过步骤2布置的相应的测试点的位置相同；
[0019]
4.2：抽取步骤2确定的一个测试点进行中子衍射测试以获取其x方向、y方向、z方向的残余应力，具体如下：
[0020]
4.2.1确定无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，无应力样品的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，并通过布拉格定律计算分别获得无应力样品的此测试点在x方向、y方向、z方向的晶面间距；
[0021]
4.2.2确定残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，残余应力测试试块的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取残余应力测试试块的此测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，并通过布拉格定律计算分别获得残余应力测试试块的此测试点的x方向、y方向、z方向的晶面间距；
[0022]
4.2.3通过以下公式分别计算抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变：
[0023][0024]
式中，εi为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变；di为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距；d
0i
为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距；
[0025]
4.2.4通过胡克定律分别计算抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的残余应力，如下式：
[0026][0027]
式中，e
hkl
为对应晶面的弹性模量，v
hkl
为对应晶面的泊松比，σi为抽取的步骤2确定的测试点的在i方向的残余应力，ε1、ε2、ε3分别代表抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的应变；
[0028]
4.3按照4.2的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力。
[0029]
进一步地，所述步骤5具体为：
[0030]
5.1：抽取步骤2确定的一个测试点，并分别计算此测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差：
[0031][0032]
其中，err(θi)为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(θ
0i
)为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(εi)为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变误差；
[0033]
5.2：通过如下公式求得抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应力误差：
[0034][0035][0036][0037]
式中，err(σ1)、err(σ2)、err(σ3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力误差，err(ε1)、err(ε2)、err(ε3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差；
[0038]
5.3：按照5.1至52的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力误差；
[0039]
5.4：利用所得的残余应力误差矫正与其对应的残余应力。
[0040]
进一步地，所述无应力样品的截面和残余应力测试试块的截面均与所述待测航空铝合金t形锻件的截面一致，无应力样品的厚度为1～5mm，残余应力测试试块的厚度大于等于翼板宽度的2.5倍。
[0041]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0042]
本发明通过有限元仿真确定中子衍射测试的测试路径，设计确定测试点的取样体积尺寸的公式，通过中子衍射测试获取航空铝合金t形锻件残余应力，并以中子衍射测试获取的航空铝合金t形锻件残余应力为基准修正有限元模型，为航空铝合金t形锻件残余应力的调控提供准确的数据，同时提高测试效率。本发明通过有限元仿真确定中子衍射测试的测试路径，以提高了航空铝合金t形锻件残余应力的测试效率，同时，本发明设计了中子衍射测试的测试点的取样体积尺寸公式用以确定测试点的取样体积，在保证有效的测试效率的同时，有效提高了航空铝合金t形锻件残余应力的测试精度。
附图说明
[0043]
图1为本发明的流程示意图。
[0044]
图2为本发明实施例7050铝合金t形锻件的有限元模型。
[0045]
图3为本发明实施例7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面x方向应力云图。
[0046]
图4为本发明实施例7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面z方向应力云图。
[0047]
图5为本发明实施例7050铝合金t形锻件的测试路径示意图。
[0048]
图6为本发明实施例7050铝合金t形锻件的残余应力测试试块的某一测试点的布拉格角示意图。
[0049]
图7为本发明实施例7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面的路径l1上的测试点分别在x、y、z方向上的残余应力测试结果及其与通过轮廓法获得的对应测试点在x方向上的残余应力测试结果的对比图。
[0050]
图8为本发明实施例7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面的路径l2上的测试点分别在x、y、z方向上的残余应力测试结果及其与通过轮廓法获得的对应测试点在x方向上的残余应力测试结果的对比图。
具体实施方式
[0051]
以下将结合实施例与附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]
参照图1，本发明一种航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤1：根据航空铝合金t形锻件的制备工艺，对待测航空铝合金t形锻件进行有限元仿真，建立有限元模型，得到其内部残余应力的整体分布规律，其中待测航空铝合金t形锻件的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，厚度方向为z方向；
[0054]
根据航空铝合金t形锻件的加工工艺，确定模型的几何尺寸、边界条件、网格、材料属性参数，建立有限元模型。
[0055]
材料属性参数包括：屈服强度、弹性模量、密度、比热容、导热系数及热膨胀系数。
[0056]
本实施例以7050铝合金t形锻件为例，淬火态7050铝合金t形锻件的材料属性参数如表1所示，其有限元模型如图2所示。
[0057]
表1淬火态7050铝合金t形锻件的材料属性参数
[0058][0059]
步骤2：通过分析所述待测航空铝合金t形锻件内部残余应力的整体分布规律，截取所述航空铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面为研究对象，待测航空铝合金t形锻件为7050铝合金t形锻件，实施例7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面的应力云图如图3、图4所示，由图可知航空铝合金t形锻件x方向应力和z方向应力分布均呈对称分布，而应力类型均呈“外压内拉”分布，锻件筋条区域与翼板区域的应力分布有所差异，因此，选取此t形截面的筋条区域中心的路径l1和此t形截面的一个翼板的区域中心的路径l2为测试路径，路径l1和路径l2的方向均与所述航空铝合金t形锻件的z方向一致，路径l1用于评价筋条区域的全厚度应力分布，路径l2用于评价翼板区域的全厚度应力分布，分别在路径l1和路径l2上布置多个测试点，如图5所示，较佳的，路径l1和路径l2的测试点均以5mm的距离等间距分布，准确定位测试路径及测试点，有效提高测试效率；
[0060]
步骤3：设计获取用于中子衍射测试的步骤2确定的每个测试点的取样体积尺寸的公式，假定每个测试点的取样体积形状均为均匀的长方体，每个测试点均位于对应的长方体的中心，每个所述长方体的长、宽、高的尺寸分别为1mm*fv、0.5mm*fv、0.5mm*fv，fv为对应的测试点的尺寸放大系数，fv的求解如下式：
[0061][0062]
式中，
▽
σ为有限元仿真结果中对应的测试点在x、y、z三个方向的最大应力梯度，单位为mpa/μm，取值范围为0～50，ic为中子通量，单位为n
·
cm-2
·
s-1
，取值为1.9
×
107，t为测试时长，单位为min，取值范围为10～30；
[0063]
步骤4：通过中子衍射测试以获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力；
[0064]
步骤5：通过中子衍射测试中的拟合误差计算应变误差，进而通过应变误差获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力误差以矫正与其对应的残余应力，中子衍射的数据处理方法是峰形拟合，在拟合过程中会存在拟合误差，通过中子衍射谱拟合峰，是根据衍射角和中子计数的关系拟合得到峰中心所对应的衍射角，因此峰形拟合时所产生的拟合误差即角度误差；
[0065]
步骤6：以通过以上步骤确定的路径l1和路径l2上的残余应力为基准，修正有限元模型。
[0066]
优先地，所述步骤4具体为：
[0067]
4.1：制作无应力样品和残余应力测试试块，布置无应力样品的测试点及残余应力测试试块的测试点，无应力样品的每个测试点的位置和残余应力测试试块的每个测试点的位置均与通过步骤2布置的相应的测试点的位置相同，较佳的，所述无应力样品和残余应力测试试块均采用采用高精度慢走丝线切割从所述航空铝合金t形锻件切取，所述无应力样品的截面和残余应力测试试块的截面均与所述待测航空铝合金t形锻件的截面一致，无应力样品的厚度为1～5mm，本实施例中无应力样品的厚度为5mm，残余应力测试试块的厚度大于等于翼板宽度的2.5倍；
[0068]
4.2：抽取步骤2确定的一个测试点进行中子衍射测试以获取其x方向、y方向、z方向的残余应力，具体如下：
[0069]
4.2.1确定无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，无应力样品的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，通过步骤3计算出测试点的取样体积尺寸，提高了对应的测试点的布拉格角的测试效果，进而提升对应的测试点的残余应力的测试精度，将无应力样品装夹并固定在中子应力谱仪的样品台上，对其进行扫边定位，在利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，中子应力谱仪为现有技术，并通过布拉格定律计算分别获得无应力样品的此测试点在x方向、y方向、z方向的晶面间距，如下式所示，测试参数衍射晶面为311晶面，单色器为si(400)，中子波长λ为
[0070][0071]
式中，d
0i
为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距，θ
0i
为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的衍射峰位置的布拉格角；
[0072]
4.2.2确定残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，残余应力测试试块的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，将残余应力测试试块装夹并固定在中子应力谱仪的样品台上，对其进行扫边定位，在利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取残余应力测试试块的此测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，结果如图6所示，从图6可以看出，衍射峰质量较好且峰值明显，证明测试方法有效，并通过布拉格定律计算分别获得残余应力测试试块的此测试点的x方向、y方向、z方向的晶面间距，如下式所示，测试参数衍射晶面为311晶面，单色器为si(400)，中子波长λ为
[0073][0074]
式中，di为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距，θi为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测
试点在i方向的衍射峰位置的布拉格角；
[0075]
4.2.3通过以下公式分别计算抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变：
[0076][0077]
式中，εi为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变；
[0078]
4.2.4通过胡克定律分别计算抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的残余应力，如下式：
[0079][0080]
式中，e
hkl
为对应晶面的弹性模量，v
hkl
为对应晶面的泊松比，σi为抽取的步骤2确定的测试点的在i方向的残余应力，ε1、ε2、ε3分别代表抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的应变；
[0081]
4.3按照4.2的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力。
[0082]
优选地，所述步骤5具体为：
[0083]
5.1：抽取步骤2确定的一个测试点，并分别计算此测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差：
[0084][0085]
其中，err(θi)为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(θ
0i
)为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(εi)为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变误差；5.2：通过如下公式求得抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应力误差：
[0086][0087][0088][0089]
式中，err(σ1)、err(σ2)、err(σ3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应力误差，err(ε1)、err(ε2)、err(ε3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差；
[0090]
5.3：按照5.1至5.2的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力误差；
[0091]
5.4：利用所得的残余应力误差矫正与其对应的残余应力。
[0092]
本实施例的获得7050铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面l1、l2路径上的测试点的残余应力结果如图7和图8所示，相较于轮廓法检测方式，可看到采用该取样体积尺寸公式所计算得到的残余应力测试结果具有很好的准确性，能够成功地计算和反映锻件截面上真实的应力分布情况，同时该公式将每个测试点的测试时间控制在30分钟之内，节省了宝贵的中子测试时长，在测试效率及测试精度上均取得很好的效果。
[0093]
本发明通过有限元仿真确定中子衍射测试的测试路径，通过中子衍射测试获取航空铝合金t形锻件残余应力，并以中子衍射测试获取的航空铝合金t形锻件残余应力为基准修正有限元模型，为航空铝合金t形锻件残余应力的调控提供准确的数据。本发明在有效获取航空铝合金t形锻件残余应力的基础上，有效提高了测试的效率，提高了测试的精度。
[0094]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据航空铝合金t形锻件的制备工艺，对待测航空铝合金t形锻件进行有限元仿真，建立有限元模型，得到其内部残余应力的整体分布规律，其中待测航空铝合金t形锻件的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，厚度方向为z方向；步骤2：通过分析所述待测航空铝合金t形锻件内部残余应力的整体分布规律，截取所述待测航空铝合金t形锻件长度方向中心位置的t形截面为研究对象，并选取此t形截面的筋条区域中心的路径l1和此t形截面的一个翼板的区域中心的路径l2为测试路径，路径l1和路径l2的方向均与所述待测航空铝合金t形锻件的z方向一致，分别在路径l1和路径l2上布置多个测试点；步骤3：设计获取用于中子衍射测试的步骤2确定的每个测试点的取样体积尺寸的公式，假定每个测试点的取样体积形状均为均匀的长方体，每个测试点均位于对应的长方体的中心，每个所述长方体的长、宽、高的尺寸分别为1mm*f
v
、0.5mm*f
v
、0.5mm*f
v
，f
v
为对应的测试点的尺寸放大系数，f
v
的求解如下式：式中，为有限元仿真结果中对应的测试点在x、y、z三个方向的最大应力梯度，单位为mpa/μm，取值范围为0～50，i
c
为中子通量，单位为n
·
cm-2
·
s-1
，取值为1.9
×
107，t为测试时长，单位为min，取值范围为10～30；步骤4：通过中子衍射测试以获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力；步骤5：通过中子衍射测试中的拟合误差计算应变误差，进而通过应变误差获取每个步骤2确定的测试点分别在x方向、y方向、z方向的残余应力误差以矫正其相应的残余应力；步骤6：以通过以上步骤确定的路径l1和路径l2上的残余应力为基准，修正有限元模型。2.如权利要求1所述的航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，其特征在于，路径l1和路径l2的测试点均以5mm的距离等间距分布。3.如权利要求2所述的航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，其特征在于，所述步骤4具体为：（4.1）：制作无应力样品和残余应力测试试块，布置无应力样品的测试点及残余应力测试试块的测试点，无应力样品的每个测试点的位置和残余应力测试试块的每个测试点的位置均与通过步骤2布置的相应的测试点的位置相同；（4.2）：抽取步骤2确定的一个测试点进行中子衍射测试以获取其x方向、y方向、z方向的残余应力，具体如下：（4.2.1）确定无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，无应力样品的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，并通过布拉格定律计算分别获得无应力样品的此测试点在x方向、y方向、z方向的
晶面间距；（4.2.2）确定残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点的取样体积尺寸，残余应力测试试块的此测试点的取样体积尺寸与抽取的步骤2确定的测试点的取样体积尺寸一致，其通过步骤3获得，利用中子应力谱仪通过中子衍射测试分别获取残余应力测试试块的此测试点在x方向、y方向、z方向的衍射峰位置的布拉格角，并通过布拉格定律计算分别获得残余应力测试试块的此测试点的x方向、y方向、z方向的晶面间距；（4.2.3）通过以下公式分别计算抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变：式中，ε
i
为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变；d
i
为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距；d
0i
为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的晶面间距；（4.2.4）通过胡克定律分别计算抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的残余应力，如下式：式中，e
hkl
为对应晶面的弹性模量，v
hkl
为对应晶面的泊松比，σ
i
为抽取的步骤2确定的测试点的在i方向的残余应力，ε1、ε2、ε3分别代表抽取的步骤2确定的测试点的在x方向、y方向、z方向的应变；（4.3）按照（4.2）的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力。4.如权利要求3所述的航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，其特征在于，所述步骤5具体为：（5.1）：抽取步骤2确定的一个测试点，并分别计算此测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差：其中，err(θ
i
)为残余应力测试试块的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(θ
0i
)为无应力样品的与抽取的步骤2确定的测试点位置相同的测试点在i方向的角度误差，err(ε
i
)为抽取的步骤2确定的测试点在i方向的应变误差；（5.2）：通过如下公式求得抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应力误差：
式中，err(σ1)、err(σ2)、err(σ3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力误差，err(ε1)、err(ε2)、err(ε3)分别为抽取的步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的应变误差；（5.3）：按照5.1至52的方法获取所有步骤2确定的测试点在x方向、y方向、z方向的残余应力误差；（5.4）：利用所得的残余应力误差矫正与其对应的残余应力。5.如权利要求4所述的航空铝合金t形锻件残余应力的测试方法，其特征在于，所述无应力样品的截面和残余应力测试试块的截面均与所述待测航空铝合金t形锻件的截面一致，无应力样品的厚度为1～5mm，残余应力测试试块的厚度大于等于翼板宽度的2.5倍。

技术总结
本发明提供一种航空铝合金T形锻件残余应力的测试方法，包括以下步骤：1、待测航空铝合金T形锻件进行有限元仿真，建立有限元模型，2、确定测试路径并布置测试点，3、设计测试点的取样体积尺寸公式，4、通过中子衍射测试以获取每个步骤2确定的测试点分别在X方向、Y方向、Z方向的残余应力，5、获取测试点分别在X方向、Y方向、Z方向的残余应力误差并矫正与其对应的残余应力，6、修正有限元模型。本发明通过有限元仿真确定中子衍射测试的测试路径，并设计了中子衍射测试的测试点的取样体积尺寸公式用以确定测试点的取样体积，在保证有效的测试效率的同时，有效提高了航空铝合金T形锻件残余应力的测试精度。力的测试精度。力的测试精度。


技术研发人员：龚海 张龙 钟掘 吴运新 张涛 鲍明森 何永飚
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/14