基于环形光束激光超声增强的应力消除方法技术

本申请的实施例提供了基于环形光束激光超声增强的应力消除方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置；基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离；根据所述激发距离，调整激光器的参数，基于所述扫描路径，实时调整所述激光器与构件间的角度，向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波，去除所述构件内的应力。以此方式，实现了对构件残余应力的高效消除。件残余应力的高效消除。件残余应力的高效消除。

【技术实现步骤摘要】
基于环形光束激光超声增强的应力消除方法


[0001]本申请的实施例涉及应力消除领域，尤其涉及基于环形光束激光超声增强的应力消除方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]金属构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺过程，引起内部晶格形变，必然会产生残余应力，极大地降低构件的极限强度和疲劳强度，甚至会产生裂纹和脆性断裂，而且在加工及使用中由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大地影响了构件的尺寸、位置精度和整机性能。
[0003]当前，降低残余应力的方法主要包括退火、机械处理、喷丸、超声、爆炸法等，虽然上述方法均可进行残余应力的消除，但是仍有过多缺陷。例如，喷丸仅能处理表层残余应力，且费用消耗较高；超声受限于能量密度，只能对部分材料有效；爆炸法易引起裂纹的萌生和扩展。
[0004]因此，如何有效、快捷的消除构件内部的残余应力，尤其是构件应力集中区域的残余应力，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]根据本申请的实施例，提供了一种基于环形光束激光超声增强的应力消除方案。
[0006]在本申请的第一方面，提供了一种基于环形光束激光超声增强的应力消除方法。该方法包括：
[0007]基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置；
[0008]基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离；
[0009]根据所述激发距离，调整激光器的参数，基于所述扫描路径，实时调整所述激光器与构件间的角度，向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波，去除所述构件内的应力。
[0010]进一步地，所述基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置包括：
[0011]基于构件的数据信息，通过X射线检测法、超声检测法和/或激光超声检测法，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置。
[0012]进一步地，所述应力集中位置包括构件的焊缝、角和/或边。
[0013]进一步地，所述基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离包括：
[0014]基于所述构件的应力集中位置，生成所述构件的三维形貌模型；
[0015]基于所述构件的三维形貌模型，确定扫描路径和激发距离。
[0016]进一步地，所述基于所述构件的三维形貌模型，确定扫描路径包括：
[0017]基于构件的三维形貌模型，确定该构件的三维形貌的关键点；
[0018]通过所述三维形貌的关键点，确定扫描区域；
[0019]基于所述扫描区域，生成扫描路径。
[0020]进一步地，所述基于所述扫描区域，生成扫描路径包括：
[0021]将所述扫描区域离散为扫描网格；
[0022]对所述扫描网格进行离散化处理，得到一系列的扫描点；
[0023]基于所述扫描点，生成扫描路径。
[0024]进一步地，所述根据所述激发距离，调整激光器的参数包括：
[0025]根据所述激发距离，调整激光器的激光器能量、激光频率和/或激发时间。
[0026]在本申请的第二方面，提供了一种基于环形光束激光超声增强的应力消除装置。该装置包括工控机、激光器、环形光束发生器和振镜：
[0027]其中，所述工控机，用于基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置；
[0028]基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离；
[0029]根据所述激发距离，调整所述激光器的参数，基于所述扫描路径，实时调整所述激光器与构件间的角度，控制所述激光器向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波，去除所述构件内的应力；
[0030]所述激光器，用于通过所述环形光束发生器和振镜向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波；向所述构件发射激光，在所述构件表面生成多频窄带超声表面波。
[0031]在本申请的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
[0032]在本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本申请的第一方面的方法。
[0033]本申请实施例提供的基于环形光束激光超声增强的应力消除方法，通过基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置；基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离；根据所述激发距离，调整激光器的参数，基于所述扫描路径，实时调整所述激光器与构件间的角度，向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波，去除所述构件内的应力，实现了对构件残余应力的高效消除。
[0034]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0035]结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0036]图1为根据本申请的实施例的基于环形光束激光超声增强的应力消除方法的流程图；
[0037]图2为根据本申请的实施例的一种扫描路径规划方法示意图；
[0038]图3为根据本申请的实施例的又一种扫描路径规划方法示意图；
[0039]图4为根据本申请的实施例的环形光源激发出不同时刻超声波场的示意图；
[0040]图5为根据本申请的实施例的圆环光斑示意图；
[0041]图6为根据本申请的实施例的环形光束示意图；
[0042]图7为根据本申请的实施例的基于环形光束激光超声增强的应力消除装置的方框图；
[0043]图8为根据本申请的实施例的环形光束发生器的结构示意图；
[0044]图9为适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的结构示意图。
具体实施方式
[0045]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0046]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0047]图1示出了根据本公开实施例的基于环形光束激光超声增强的应力消除方法的流程图。所述方法包括：
[0048]S110，基于构件的数据信息，对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环形光束激光超声增强的应力消除方法，其特征在于，包括：基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置；基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离；根据所述激发距离，调整激光器的参数，基于所述扫描路径，实时调整所述激光器与构件间的角度，向所述构件发射环形光束，在所述构件表面激发激光超声波，去除所述构件内的应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于构件的数据信息，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置包括：基于构件的数据信息，通过X射线检测法、超声检测法和/或激光超声检测法，对所述构件内的应力进行检测，确定所述构件的应力集中位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述应力集中位置包括构件的焊缝、角和/或边。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述构件的应力集中位置，确定扫描路径和激发距离包括：基于所述构件的应力集中位置，生成所述构件的三维形貌模型；基于所述构件的三维形貌模型，确定扫描路径和激发距离。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述构件的三维形貌模型，确定扫描路径包括：基于构件的三维形貌模型，确定该构件的三维形貌的关键点；通过所述三维形貌的关键点，确定扫描区域；基于所述扫描区域，生成扫描路径。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述扫描区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏超，张勇，
申请(专利权)人：北京翔博科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：