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龙图腾网获悉西北工业大学;西安飞机工业(集团)有限责任公司申请的专利一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116884541B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310778003.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法是由梁必晨;赵安安;高国强;孙兴;陈轲;惠丁丁;闾家阳;王永军;肖静怡;徐刚设计研发完成，并于2023-06-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法在说明书摘要公布了：一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法，基于X射线衍射法、晶粒取向信息及激光喷丸有限元模拟结果分析残余应力，利用化学铣削进行剥层，基于X射线衍射、晶粒取向信息和ABAQUS激光喷丸有限元模拟对2024T351铝合金激光喷丸产生的残余应力场进行分析，是一套完整的、适应强织构材料残余应力分析的方法，该方法针对材料的逐层剥除问题、晶粒择优取向导致的材料各向异性现象及数据可靠性较差问题，对X射线衍射法分析残余应力的方法进行了细节上的优化，包括化学铣削剥层、考虑晶粒取向信息的残余应力计算、数据筛选的结合应用。本发明通过平面逐层剥离，使化铣窗口内表面平整，对提高残余应力测试的准确性有着积极的作用，得到可靠的应力数据。

本发明授权一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法在权利要求书中公布了：1.一种含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场分析方法，其特征在于， 步骤1，铝合金试块的预处理： 所述铝合金试块的预处理包括以下内容： 第一步，测量并记录所述铝合金试块的外形尺寸； 第二步，铝合金试块表面除油：通过除油溶液进行表面除油； 第三步，涂胶并固化；将保护胶逐层均匀刷涂在所述铝合金试块的各表面，所述保护胶的总厚度为0.2mm； 第四步，获取铝合金试块的初始测试表面H0；将待测的铝合金试块激光喷丸表面中心测试区域的化铣保护胶涂层剥去；以暴露出的铝合金试块表面作为初始测试表面H0； 测量初始测试表面H0到化铣胶涂层表面的距离h0； 第五步，建立初始试块坐标系G0； 步骤2，采集初始测试表面H0测试点的X射线衍射数据： 所述初始测试表面H0的测试点O’0位于该初始测试表面的几何中心； 通过Proto-iXRD残余应力分析系统采用X射线衍射分析方法进行测试点XG0、YG0两方向的X射线衍射数据采集，具体过程是： 第一步，放置铝合金试块； 第二步，对焦； 第三步，采集初始表面H0测试点O’0沿XG0方向的X射线衍射数据； 通过坐标系旋转变换在所述测试表面H0上定义测量坐标系 设定采集方法为多重曝光方法，单次曝光时间为2s，曝光次数为10次； 通过Proto-iXRD残余应力分析系统，在各测量坐标系下进行初始表面H0测试点O’0的X射线衍射数据采集，读取初始表面H0测试点O’0处各ZL0xj向晶格应变 j＝1,2,……,18； 第四步，采集初始表面H0测试点O’1沿YG0方向的X射线衍射数据； 以所述试块坐标系G0原点为中心，将工作台上的铝合金试块绕ZG0轴旋转90°； 重复本步骤中所述第二步所述对焦的过程； 通过坐标系旋转变换在所述测试表面H0上定义测量坐标系 通过Proto-iXRD残余应力分析系统，在各测量坐标系下进行初始表面H0测试点O’0的X射线衍射数据采集，读取初始表面H0测试点O’0处各ZL0yj向晶格应变j＝1,2,……,18； 步骤3，获取铝合金试块的第一测试表面H1： 第一步，配制化铣液； 第二步，剥层准备； 第三步，化学铣削剥层； 第四步，清洗； 第五步，确定第一测试表面H1及对应化铣深度z1；将经过第一次化学铣削剥层后暴露出的铝合金试块表面记为第一测试表面H1；化铣深度z1＝h1-h0；所述h1为测试表面H1到化铣胶涂层表面的距离；h0为初始测试表面H0到化铣胶涂层表面的距离； 第六步，建立试块坐标系G1；该试块坐标系的3个坐标轴分别记为XG1、YG1和ZG1；所述试块坐标系G1的坐标原点O1与所述测试表面H1的几何中心重合，坐标轴XG1、YG1和ZG1的方向与初始试块坐标系G0中的XG0、YG0和ZG0的方向一致；步骤4，采集第一测试表面H1测试点的X射线衍射数据： 所述第一测试表面H1测试点O’1位于该第一测试表面的几何中心； 通过Proto-iXRD残余应力分析系统采用X射线衍射分析方法进行测试点XG1、YG1两个方向的X射线衍射数据采集，具体过程是： 第一步，放置铝合金试块； 第二步，对焦； 第三步，采集第一测试表面H1测试点O’1沿XG1方向的X射线衍射数据； 在所述测试表面H1上建立测量坐标系通过Proto-iXRD残余应力分析系统，在各测量坐标系下进行第一测试表面H1测试点O’1的X射线衍射数据采集，读取第一测试表面H1测试点O’1各ZL1xj向晶格应变 第四步，采集第一测试表面H1测试点O’1沿YG1方向的X射线衍射数据； 以所述试块坐标系G1原点为中心，将工作台上的铝合金试块绕ZG1轴旋转90°；重复本步骤中所述第二步所述对焦的过程； 在所述测试表面H1上建立测量坐标系通过Proto-iXRD残余应力分析系统，在各测量坐标系下进行第一测试表面H1测试点O’1的X射线衍射数据采集，读取第一测试表面H1测试点O’1各ZL1yj向晶格应变 步骤5，获取铝合金试块的第二测试表面H2： 第一步，化学铣削剥层； 第二步，清洗； 第三步，确定第二测试表面H2及对应化铣深度z2；将经过第一次化学铣削剥层后暴露出的铝合金试块表面记为第二测试表面H2；化铣深度z2＝h2-h0；所述h2为测试表面H2到化铣胶涂层表面的距离，h0为初始测试表面H0到化铣胶涂层表面的距离； 第四步，建立试块坐标系G2；该试块坐标系的3个坐标轴分别记为XG2、YG2和ZG2；所述试块坐标系G2的坐标原点O2与所述测试表面H2的几何中心重合，并使所述坐标轴XG2、YG2和ZG2的方向与初始试块坐标系G0中的XG0、YG0和ZG0的方向一致； 步骤6，获取铝合金试块的其余测试表面Hi及其测试点处的晶格应变： 重复所述步骤5的过程，对所述铝合金试块表面依次进行化学铣削剥层，依次得到其余各测试表面Hi； 每次化学铣削剥层后，重复所述步骤4过程，依次分别测试得到的各测试表面Hi测试点O’i处的X射线衍射数据采集，分别得到其余测试表面Hi测试点O’i处各ZLixj向晶格应变和ZLiyj向晶格应变其中i＝0,1,2,……,n，j＝1,2,……,18，n的取值需使zn-1小于2mm，且zn大于等于2mm； 步骤7，计算残余应力实测值： 通过步骤2至6中得到的测试点O’i处各ZLixj向晶格应变和ZLiyj向晶格应变并结合晶粒取向信息，计算实测应力其中i＝1,2,……,n，j＝1,2,……,18，n的取值需使zn-1小于2mm，zn大于等于2mm； 所述晶粒取向信息用晶粒的三个欧拉角γ1，α，γ2表示； 通过所述晶粒取向信息建立各晶粒坐标系；晶粒坐标系Ck的原点位于晶粒几何中心；该晶粒坐标系的三个坐标轴XCk、YCk、ZCk分别平行于晶粒互相垂直的三条边，可通过ZCkXGiZGi-欧拉变换与试块坐标系Gi平行，其中k＝1,2,……， i＝1,2,……,n，n的取值需使zn-1小于2mm，zn大于等于2mm； 基于最小二乘法计算铝合金试块测试点O’i处的残余应力实测值 步骤8，确定残余应力分布规律曲线： 第一步，通过ABAQUS有限元软件前处理模块建立该2024T351铝合金激光喷丸冲击模型； 第二步，通过ABAQUS有限元软件计算2024T351铝合金激光喷丸冲击模型； 第三步，计算2024T351铝合金激光喷丸回弹模型的计算； 第四步，提取模拟数据； 第五步，用pq后缀代替应力S的下标，pq＝11,22,12，对步骤8第四步中得到的Spq数据进行六阶多项式拟合，拟合形式如式15，得到残余应力Spq沿深度z的分布规律曲线ypqz； 步骤9，筛选： 用pq后缀代替步骤8所得应力S下标及步骤7所得残余应力实测值σ下标，pq＝11,22,12； 对残余应力Spq沿深度z的分布规律曲线ypqz进行平移变换，使得其与铝合金试块测试点Oi处的残余应力实测值σpq之间的误差平方和最小，得到标尺曲线ypq'z以实测残余应力值σpq相较于标尺曲线ypq'z的误差为指标，由误差最大的实测残余应力值σpq开始剔除，保留70％的σpq数据点；去除9个大误差数据点； 至此，完成对所述含织构航空铝合金激光喷丸残余应力场的分析。

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