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专利号: 2019109861070
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在工件上安装温度测量装置;

(2)在超声滚压加工过程中实时采集刀具与工件表面间产生的温度信号,采样频率为

500Hz;

(3)加工过程结束后,对温度信号进行降噪处理,然后计算温度信号的最大Lyapunov指数,进行混沌特性分析;

(4)对加工后的工件进行力学性能测试与分析;

(5)将温度信号的混沌特性与其力学性能进行相关性分析,确定温度信号的混沌特性与力学性能评价参数间的关联性;

(6)根据温度信号的混沌特性调整超声滚压加工工艺参数,再进行加工,对温度信号进行分析,分析其对应的力学性能,然后进一步优化工艺参数,最终得到最佳工艺参数组合。

2.根据权利要求1所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:在步骤(1)中,在工件侧面加工一个安装孔,孔深至加工区域中心位置;在安装孔位置安装一个针形热电偶,将针形热电偶与信号采集卡连接,最后接入到计算机中,用于后续的信号处理与分析。

3.根据权利要求1所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:在步骤(3)中,将温度信号中每10000个数据点连续且不重叠分成若干部分,计算每一部分对应的最大Lyapunov指数。

4.根据权利要求1所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:在步骤(5)中,将温度信号的混沌特性以及复杂程度与加工后工件表面的粗糙度、硬度和微观形貌建立对应关系,用于工艺参数的进一步选取。

5.根据权利要求1所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:在步骤(6)中,更换工艺参数进行超声滚压加工,同时采集刀具与工件表面间的温度信号,不再对加工后的工件进行不同的力学性能测试,直接通过分析温度信号的混沌特征,得出该工艺参数下工件的力学性能,用于指导工艺参数的优化技术。

6.根据权利要求2所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:在工件侧面距离待被加工表面1mm的位置加工一个直径为1mm的安装孔,在安装孔位置安装一个直径为1mm的针形热电偶。

7.根据权利要求3所述的一种超声滚压加工温度测量分析方法,其特征在于:采用Wolf重构法计算温度信号的最大Lyapunov值,具体计算过程如下:①利用Takens理论对单变量温度信号x(t)进行相空间重构;

②在重构空间中的选取一条轨道:

y(t)={x(t),x(t+τ),…,x(t+(m-1)τ)}                 (1)式中,m为嵌入维数,τ为时间延迟;

③然后考察该条轨道上与式(2)中初始基准点最近的一点,并设这两点间的距离为L(t0);

y(t0)={x(t0),x(t+τ),…,x(t0+(m-1)τ)}                (2)式中,t0为初始时刻;y(t0)为t0时刻对应的轨迹;

④在较后的时间t1,初始长度L(t0)演化为L’(t1),然后寻找下一个数据点作取代,新数据点应满足两个准则:a.保证该点与演化后的基准点之间的距离L(t1)足够小;b.保证演化长度元与取代长度元之间的角度θ1变化很小;不断演化和取代处理直至跑遍整个基准轨道的数据;

⑤根据所有点及长度元的数值,最终得到最大Lyapunov指数的计算结果为:式中,M为取代步数的总数,tM为总时间;tk-tk-1为两次取代之间的时间步长;

⑥分析温度信号重构后每部分对应的最大Lyapunov值,若最大Lyapunov值大于0,表明温度信号具有混沌特性;若最大Lyapunov值小于0,表明温度信号不具备混沌特性。