(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211010400.1 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 成都飞机工业 （集团） 有限责任公司 地址 610092 四川省成 都市青羊区黄田坝 纬一路88号 (72)发明人 王成雨　王勇超　蒋建军　袁孟蛟　 杨武飞　黄庆奕　彭景　 (74)专利代理 机构 成都君合集专利代理事务所 (普通合伙) 51228 专利代理师 尹新路 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) C21D 7/06(2006.01) (54)发明名称 一种利用粗糙度获取喷 丸速度的方法、 系统 及应用 (57)摘要 本发明涉及喷丸强化、 成形技术领域， 公开 了一种利用粗糙度获取喷 丸速度的方法、 系统及 应用， 其中方法先通过试验手段 获得不同喷射角 度下靶材的表 面粗糙度和喷 丸气压之间的关系， 同时通过分析手段获得不同喷射角度下靶材的 表面粗糙度和喷丸速度的关系； 然后将表面粗糙 度作为中间值， 建立不同喷射角度下喷丸气压与 喷丸速度的关系； 最后将多个喷射角度下喷丸气 压与表面粗糙度的关系进行融合， 获得以喷丸气 压为变量的等效喷丸速度函数； 以喷丸气压为输 入量即可计算出对应的喷 丸速度， 由能够直接获 取的喷丸气压计算出都等效喷 丸速度， 测量得到 的喷丸速度是所有弹丸的喷丸速度的平均 值——等效速度， 更能全面体 现喷丸速度对喷 丸 强化或成形的效果影响。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115455756 A 2022.12.09 CN 115455756 A 1.一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 利用表面粗糙度作为中间值， 建 立试验手段中 喷丸气压与分析手段中 喷丸速度二者之 间的关系， 由能够直接获取的喷丸气 压计算出都等效喷丸速度。 2.根据权利要求1所述的一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 所述等效 喷丸速度是喷丸工艺中综合所有弹丸的等效速度。 3.根据权利要求1所述的一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 具体指的 是： 先通过试验手段获得不同喷射角度下靶材 的表面粗糙度和喷丸气压之间的关系， 同时 通过分析手段获得不同喷射角度下靶材的表面粗糙度和喷丸速度的关系； 然后 将表面粗糙 度作为中间值， 建立不同喷射角度下喷丸气压与喷丸速度的关系； 最后将多个 喷射角度下 喷丸气压与表面粗糙度的关系进行融合， 获得以喷丸气压为变量的等效喷丸速度函数； 以 喷丸气压为输入量即可计算出对应的喷丸速度。 4.根据权利要求3所述的一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 所述将多 个喷射角度下喷丸气压与所述喷丸速度进行融合， 具体是指： 先获得各个 喷射角度下以喷 丸气压为变量的喷丸速度函数， 然后对多个喷射角度以喷丸气 压为变量的喷丸速度函数做 平均化处 理， 得到以喷丸气压为变量的等效喷丸速度函数。 5.根据权利要求3所述的一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 所述喷射 角度选取90度和45度两个角度。 6.根据权利要求3 ‑5任一项所述的一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 其特征在于： 所述不同喷射角度下靶材 的表面粗糙度和喷丸气压之间的关系， 通过喷丸气压 ‑表面粗糙 度函数模型表示线性关系； 所述不同喷射角度下靶材 的表面粗糙度和喷丸速度的关系， 通 过喷丸速度 ‑表面粗糙度函数模型表示 其线性关系。 7.一种获取喷丸速度的系统， 包括处理单元， 其特征在于： 还包括分别与处理单元数据 通讯的喷丸气压 ‑表面粗糙度函数获取 单元、 喷丸速度 ‑表面粗糙度函数获取 单元； 所述喷丸气压 ‑表面粗糙度函数获取单元， 用于以喷丸气压做唯一变量进行喷丸试验， 获取喷丸气压和靶材的表面粗糙度， 建立喷 丸气压‑表面粗糙度函数模型， 得到不同喷射角 度下喷丸气压和靶材的表面 粗糙度的关系， 并拟合处喷丸气压 ‑阿尔门强度函数； 所述喷丸速度 ‑表面粗糙度函数获取单元， 用于利用DEM ‑FEM耦合模型进行喷丸模拟试 验， 获取喷丸模拟试验的喷丸速度与靶 材的表面粗糙度， 建立喷丸速度 ‑表面粗糙度函数模 型， 得到不同喷射角度下。 8.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 存 储器和处 理器； 其中， 所述存 储器， 用于存 储可在处 理器上运行的计算机程序； 所述处理器， 用于执 行所述计算机程序， 以实现权利要求1 ‑6任一项所述的方法。 9.一种计算机可读储 存介质， 其特 征在于， 用于保存计算机程序， 其中， 所述计算机程序处 理器执行时实现如权利要求1 ‑6任一项所述的方法。 10.一种如权利要求1所述方法的应用， 其特征在于： 将计算出的等效喷丸速度作为喷 丸仿真和理论分析中喷丸的初速度的输入。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115455756 A 2一种利用粗糙度获取 喷丸速度的方 法、 系统及应用 技术领域 [0001]本发明涉及喷丸强化、 成形技术领域， 具体的说， 是一种利用粗糙度获取喷丸速度 的方法、 系统、 电子设备、 介质及应用。 背景技术 [0002]喷丸工艺是广泛应用在航空航天领域的制造技术和表面处理技术， 利用压缩空气 或离心加速器驱动大量 弹丸从喷嘴喷出， 并撞击在金属靶材表面， 形成弹坑。 压缩空气驱动 弹丸从喷嘴高速喷出， 在其他参数一定的情况下， 压缩空气气 压越大， 弹丸的被喷出速度越 大， 靶材表面 粗糙度越大； 喷 嘴工作原理如图1所示。 [0003]喷丸工艺实施过程中， 大量弹丸混合压缩空气快速地从喷嘴处被发射出来， 为提 高工作效率， 往往设置多个 喷嘴同时对零件进行喷丸， 不同喷嘴喷射出 的弹丸相互交叉影 响， 形成了一个弹丸束； 如图2展示的便是具有四个喷嘴共同工作的喷丸装置； 试验过程中 发现大量 弹丸撞击到一定距离外的金属靶材表面时的撞击速度并不恒定， 而 是呈现一定的 分布规律——采用不同的喷丸距离和喷射角度在金属表面留下不同规则的弹坑分布， 这对 喷丸工艺的喷丸效率和覆盖效率存在影响。 通过发明人进一步研究发现， 这是 由于弹丸之 间存在相互碰撞， 导致弹丸与金属表面接触时的撞击速度不一致， 喷丸束内部和外部的弹 丸分布、 撞击 速度分布均不 一致， 如图3所示。 [0004]喷丸速度的准确获取， 关系到喷丸工艺仿真和理论分析方法的准确性， 传统方法 中通过高速摄像机等光学设备直接测量喷丸速度， 要获得更准确数据， 则要装备更灵敏和 昂贵的光学设备， 但仍存在后期数据复杂且只能用于少量喷丸的速度测 量的缺陷。 无法客 观反应全体喷丸的速度， 这就决定了传统的通过高速相机拍照测量数个喷丸速度无法反应 所有弹丸的喷 丸速度的不一致的分布 规律， 具有一定的失真。 同时， 一些工作情况下出于保 密原则， 无法对喷丸工艺过程进 行任何的影响录制、 保留和分析， 因此高速摄像机也无法适 应特殊应用场景需求。 [0005]现有技术中还存在 通过弹孔尺寸比较来获得喷丸速度的方法， 但这种方法适用于 小尺寸弹丸尺寸和低覆盖率工况需求， 应用场景也存在局限。 还有的现有技术利用喷丸运 动仿真模型， 通过仿 真建模手段预测弹丸速度。 但以上均为间接测量手段， 无法反应喷丸参 数(冲击角等)和弹丸之间的相互影响。 发明内容 [0006]为克服相关技术中存在的问题， 本公开提供一种利用粗糙度获取喷丸速度的方 法、 系统、 电子设备、 介质及应用。 [0007]根据本公开实施例的第一方面， 提供一种利用粗糙度获取喷丸速度的方法， 利用 表面粗糙度作为中间值， 建立试验手段中喷丸气压与分析手段中喷丸速度二者之间的关 系， 由能够直接获取的喷丸气压计算出都等效喷丸速度。 [0008]为了更好地实现本发明， 进一步地， 所述等效喷丸速度是喷丸工艺中综合所有弹说　明　书 1/5 页 3 CN 115455756 A 3