【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复杂曲面检测，尤其涉及适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法及法线调整装置。
技术介绍
1、在广阔的机械工程领域中，存在着大量类似于压气机叶片这样的复杂曲面结构件。它们所处的工作环境往往极为严苛，面临着高转速、高负荷、高应力等极端状况。这些结构件的构造极为复杂，承载情况可谓艰难至极。它们除了要承受诸如离心负荷、弯扭负荷等巨大压力外，还随时可能遭受来自外部物体的猛烈撞击、持续不断的振动、各种腐蚀性物质的侵蚀、强劲气流的强力冲击以及长期的疲劳作用等众多严峻挑战。从广泛的实际情况和详尽的数据统计来看，这类复杂曲面结构件的故障在整个庞大的机械系统故障中占据着相当大的比重，其中常见的问题多种多样，涵盖了根部出现裂纹、榫齿产生裂纹、叶身发生断裂以及叶冠出现磨损等等一系列缺陷。这些棘手的问题毫无疑问地成为了严重影响相关技术质量最为突出和关键的难题，对整个机械系统的使用安全性构成了极大的威胁和挑战。
2、在残余应力的无损检测中，常见方法包括x射线衍射法、中子衍射法和高能同步辐射法的硬x射线衍射等，但这些方法存在造价高、检测厚度小、难以商用等缺点。短波长特征x射线衍射技术具有造价低、检测精度高、检测厚度大的特点。但在实际测量过程中，检测器探头并不能与被检测曲面的检测点垂直，导致残余应力检测数据精度低，因此，亟需一种适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法及法线调整装置来解决。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法及法线调整装置，以解决上述问
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，包括如下步骤：
4、第一步，建立试件的三维模型和绝对坐标系，确定被测点的绝对坐标；
5、第二步，确定所述被测点的法线，使所述被测点的法线的方向与x射线应力检测仪的探针方向共线；
6、第三步，检测所述被测点的残余应力。
7、优选的，将所述试件安装在曲面测试点法线偏角调节装置上，并将所述曲面测试点法线偏角调节装置的x轴转角、y轴转角和z轴转角归零，利用三坐标测量仪对所述试件和所述曲面测试点法线偏角调节装置建模形成所述三维模型和所述绝对坐标系。
8、优选的，在所述三维模型中找到所述被测点的绝对坐标位置，生成所述被测点的法线，计算所述法线与所述绝对坐标系的x轴、y轴和z轴的偏角并调整所述试件的角度，使所述被测点的法线与所述x射线应力检测仪的探针方向共线。
9、优选的，所述法线与所述绝对坐标系的x轴偏角记为x方向偏角，所述法线与所述绝对坐标系的y轴偏角记为y方向偏角，所述法线与所述绝对坐标系的z轴偏角记为z方向偏角，根据所述x方向偏角、y方向偏角和z方向偏角调整所述曲面测试点法线偏角调节装置使所述试件的x轴转角与所述x方向偏角、y轴转角与所述y方向偏角和z轴转角与所述z方向偏角相同，使所述法线与所述x射线应力检测仪的探针方向共线。
10、优选的，移动所述x射线应力检测仪的探针至所述被测点后，检测所述被测点残余应力。
11、优选的，确定法线过程中，在所述三维模型中找到与所述被测点处于相同切面上相邻的四个节点，记录所述被测点与四个所述节点的绝对坐标，拟合出所述被测点所在平面，取所述平面的法线为所述被测点的法线方向。
12、优选的，所述三维模型和所述绝对坐标通过abaqus软件生成，使用c3d8r的网格类型对所述三维模型划分网格，并在abaqus中找到所述被测点的相对坐标位置。
13、优选的，使用matlab拟合所述被测点所在平面，以及使用matlab计算所述x方向偏角、所述y方向偏角和所述z方向偏角。
14、一种曲面测试点法线偏角调节装置，使用上述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，包括：
15、z轴旋转调节装置，用于调节所述试件的z轴方向转角；
16、x轴旋转调节装置，安装在所述z轴旋转调节装置的活动端，用于调节所述试件的x轴方向倾斜角度；
17、y轴旋转调节装置，通过90°斜块安装在所述x轴旋转调节装置的活动端，用于调节所述试件的y轴方向转角。
18、优选的，所述x轴旋转调节装置与所述90°斜块之间设有用于增加所述x轴方向倾斜角度调整范围的30°斜块。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
20、本专利技术通过三维建模和建立模型与实物相同的绝对坐标系，结合仿真与实物的点位协同，实现了对被测点的精准定位和法线方向确定，相较于传统的曲面x射线检测残余应力的方法，本专利技术通过将被测点法线方向与x射线应力检测仪的探针方向共线，提高了残余应力检测数据的准确性。
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1.适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：确定法线过程中，在所述三维模型中找到与所述被测点处于相同切面上相邻的四个节点，记录所述被测点与四个所述节点的绝对坐标，拟合出所述被测点所在平面，取所述平面的法线为所述被测点的法线方向。
7.根据权利要求6所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：所述三维模型和所述绝对坐标通过ABAQUS软件生成，使用C3D8R的网格类型对所述三维模型划分网格，并在ABAQUS中找到所述被测点的相对坐标位置。
8.根据权利要求7所述的适用于复杂曲面多方向残余应力
9.一种曲面测试点法线偏角调节装置，使用权利要求2-8任一所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种曲面测试点法线偏角调节装置，其特征在于：所述X轴旋转调节装置(4)与所述90°斜块(2)之间设有用于增加所述X轴方向倾斜角度调整范围的30°斜块(3)。
...【技术特征摘要】
1.适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的适用于复杂曲面多方向残余应力测试方法，其特征在于：确定法线过程中，在所述三维模型中找到与所述被测点处于相同切面上相邻的四个节点，记录所述被测点与四个所述节点的绝对坐标，拟合出所述被测点所在平面，取所述平面的法线为所述被测点的法线方向。
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：江小辉，孙宁，胡方旭，丁子珊，郭淼现，郭维诚，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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