申请/专利权人：安阳工学院

申请日：2024-03-25

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118228405A

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;B21H7/16;B21B37/00;G06F30/15;G06F30/27;G06F17/18;G06F17/15;G06F119/14;G06F119/18

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明公开一种航空发动机叶片辊轧工艺参数优化方法，采用国产锻造GH4169高温合金，利用单因素实验测试，分析压下率、摩擦系数、轧制速度因素对叶片表面性能的影响规律，取其中对表面粗糙度、硬度和残余应力的影响均最大的标记点为分析对象，采用正交实验方法建立叶片粗糙度、硬度以及残余应力预测模型，以粗糙度最小、硬度以及残余应力最大为多目标函数，采用差分进化算法，对不同轧制工艺下叶片表面质量进行优化；最后，通过试验测试验证所提出的预测模型以及优化方法的有效性，为航空发动机叶片辊轧工艺参数选取提供了优化方法，有效减少轧制后的航空发动机叶片粗糙度硬度以及残余应力。

主权项：1.一种航空发动机叶片辊轧工艺参数优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：采用单因素测试，选择叶片轧制过程中三个工艺参数：压下率ε，摩擦系数μ，轧制速度v作为单因素变量，通过改变三个工艺参数得到叶片表面粗糙度、硬度和残余应力，将垂直叶片长度方向并距离叶片边缘一定距离的位置均分若干等份的标记点分别进行实验，在两个参数不变的情况下，改变第三个参数，得到第三个参数的变化规律，然后取其中对表面粗糙度、硬度和残余应力的影响均最大的标记点为分析对象；步骤二：进行正交试验：将三个轧制工艺参数共同作为自变量，研究其对硬度、粗糙度以及残余应力的影响，设计正交实验方案，得到测试结果；步骤三：将轧制速速，压下率，摩擦系数与三个响应之间的非线性函数关系，二阶回归方法建立二阶数学模型： 式中，a和b为预测模型系数；x为工艺参数，即轧制速速v，压下率ε，摩擦系数μ，y为响应值；采用非线性回归法对设计正交实验结果的数据进行拟合，得到硬度、粗糙度以及残余应力的回归系数，则多元回归模型为：HV＝305.6-2.9ε+360.7μ+2.8v-58.7εμ-0.3εv+215.7μv+0.4ε2+4598.1μ2Ra＝0.1876-0.0212ε+12.89μ+0.084v-0.2301εμ+30.0007εv-0.0806μv+0.0008ε2-82.177μ2-0.001v2σ＝560-90ε-17950μ+20v+660εμ-170μv+104450μ24为了检验数学模型的显著性，对上述公式的拟合度进行方差分析；步骤四：进行工艺参数优化：差分进化算法进行优化，目标函数是公式2至公式4确定的数学模型，以压下率、摩擦系数和轧制速度作为变量，用于实现叶片表面粗糙度最小化，表面硬度以及残余应力最大，因残余应力主要为压应力为负值，为了实现其数值最大化，需在目标函数前添加负号，叶片表面性能目标函数和工艺参数优化数学描述如下： 式中，f1x表示实现粗糙最小化，f2x表示实现硬度最大化，f3x表示实现残余应力最大化，得到压下率ε，摩擦系数μ，轧制速度v的优化结果。

全文数据：

权利要求：

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