本文涉及残余应力检测技术，尤指一种残余应力的测量方法以及零件加工形变的预测方法。
背景技术：
1、铝合金、镁合金、钛合金等金属材料制成的预拉伸板常用于制作直升机的承力结构件，这些承力结构件通常为整体框梁结构，壁厚在2mm以下，是典型的薄壁件，而薄壁件的加工变形是制约零件装配精度和服役性能的关键问题。
2、铝合金等金属材料会在毛坯成形过程中受淬火等工艺过程影响，内部形成具有自平衡和非均匀分布的残余应力。而在薄壁件的加工过程中，伴随着材料的大量去除，毛坯残余应力的初始平衡状态被打破，内应力释放并重新达到平衡状态，从而使零件出现加工变形。大量研究表明，毛坯宏观残余应力是零件整体加工变形的主要影响因素，因此，准确测量毛坯的残余应力对零件的加工变形预测和控制十分关键。
3、目前，毛坯残余应力的测量方法包括机械法、射线法等多种测量手段，但现有的每种残余应力的测量方法都存在测量范围的局限性。例如，一些应力测量方法无法测量较厚的毛坯的残余应力分布，测量范围不广，而另一些应力测量方法虽然能测量出较厚的毛坯的残余应力分布，但毛坯表层的残余应力分布测量不准。
4、针对上述残余应力测量方法存在的问题，需要提出一种精度高、适用范围广的残余应力测量方法。
5、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本申请提出了一种残余应力的测量方法，其包括：
2、在板状的金属毛坯上切割出第一试样和第二试样，第一试样和第二试样的形状和大小相同，第一试样和第二试样的厚度与金属毛坯的厚度相同，第一试样和第二试样的轧制方向与其厚度方向垂直；
3、采用大尺度应力测量方法沿轧制方向测量第一试样在整个厚度上的第一宏观残余应力分布以及小尺度应力测量方法沿轧制方向测量第一试样表层上的第二宏观残余应力分布；
4、采用大尺度应力测量方法沿垂直轧制方向测量第二试样在整个厚度上的第三宏观残余应力分布以及采用小尺度应力测量方法沿垂直轧制方向测量第二试样表层上的第四宏观残余应力分布；
5、将第一宏观残余应力分布和第二宏观残余应力分布拟合成第一目标宏观残余应力曲线，将第三宏观残余应力分布和第四宏观残余应力分布拟合成第二目标宏观残余应力曲线。
6、在一个示意性的实施例中，所述大尺度应力测量方法为轮廓法、裂纹柔度法或中子衍射法。
7、在一个示意性的实施例中，所述小尺度应力测量方法为超声法、x射线衍射法或钻孔法。
8、在一个示意性的实施例中，采用线性拟合或多峰高斯拟合的方法将第一宏观残余应力分布和第二宏观残余应力分布拟合成第一目标宏观残余应力曲线；和/或，
9、采用线性拟合或多峰高斯拟合的方法将第三宏观残余应力分布和第四宏观残余应力分布拟合成第二目标宏观残余应力曲线。
10、在一个示意性的实施例中，所述第一试样的宽度和长度均为厚度的2倍以上；
11、所述第二试样的宽度和长度均为厚度的2倍以上。
12、在一个示意性的实施例中，所述金属毛坯为厚度为10～200mm的预拉伸板。
13、在一个示意性的实施例中，所述表层的厚度小于或等于金属毛坯的厚度的十分之一。
14、在一个示意性的实施例中，一种零件加工形变的预测方法，包括：
15、如上所述的测量方法的所有步骤；以及，
16、从第一目标宏观残余应力曲线和第二目标宏观残余应力曲线中获取金属毛坯上的多个不同厚度位置处的轧制方向上残余应力值和垂直于轧制方向上残余应力值；
17、建立金属毛坯的有限元模型，根据多个不同厚度位置处的轧制方向上残余应力值和垂直于轧制方向上残余应力值确定有限元模型的每个单元的轧制方向上残余应力值和垂直于轧制方向上残余应力值；
18、按照目标零件的加工方案，采用仿真方法来去除金属毛坯的有限元模型中的待切削的材料单元，并计算残余应力释放与重新分布后造成的工件形变，从而获得加工变形预测结果。
19、在一个示意性的实施例中，所述仿真方法为生死单元法。
20、在一个示意性的实施例中，加工变形预测结果为变形分布云图或者变形坐标数据集。
21、这样，残余应力的测量方法能获得的反映出金属毛坯在轧制方向上的宏观残余应力随厚度变化的情况的第一目标宏观残余应力曲线和能反映出金属毛坯在垂直于轧制方向上的宏观残余应力随厚度变化的情况的第二目标宏观残余应力曲线。这种残余应力的测量方法既能测量厚度较厚的金属毛坯的整体应力分布，又能精准测量出金属毛坯表层的应力分布，相对于工业界常用的单一应力测量方案，本发明具有更优的测量精度，更广泛的应用场景，在大型结构件加工领域具有较好的发展前景。
22、该技术方案可以通过多传感融合的应力测量技术，重构出金属毛坯浅表层尺度内存在的应力梯度，填补了现有大尺度应力测量方法在该范围内存在的测量缺口的不足，在残余应力测量与研究领域具有重要的意义。
23、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
1.一种残余应力的测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述大尺度应力测量方法为轮廓法、裂纹柔度法或中子衍射法。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述小尺度应力测量方法为超声法、x射线衍射法或钻孔法。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，采用线性拟合或多峰高斯拟合的方法将第一宏观残余应力分布和第二宏观残余应力分布拟合成第一目标宏观残余应力曲线；和/或，
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一试样的宽度和长度均为厚度的2倍以上；
6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述金属毛坯为厚度为10～200mm的预拉伸板。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述表层的厚度小于或等于金属毛坯的厚度的十分之一。
8.一种零件加工形变的预测方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的预测方法，其特征在于，所述仿真方法为生死单元法。
10.根据权利要求8所述的预测方法，其特征在于，加工变形预测结果为变形分布云图或者变形坐标数据集。
