阅读说明：本技术 一种柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质 (Impact force detection method, system and device for flexible wheel shot blasting and storage medium ) 是由 祝胜山 庄剑毅 韩守磊 汤秀清 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质,其通过获取喷丸数据或喷丸速度,然后获取所述弹丸的弹丸数据和所述靶材的靶材属性数据,最后根据喷丸数据或喷丸速度,结合弹丸数据和靶材属性数据,计算得出喷丸撞击力。本发明通过喷丸数据或喷丸速度,以及结合弹丸数据和靶材属性数据,从而能快速计算得出喷丸撞击力,从而避免了传统需要搭建实验平台测量喷丸过程中撞击力的情况,有效提升了确定喷丸撞击力的效率。本发明可广泛应用于喷丸撞击力检测领域中。(The invention discloses a method, a system, a device and a storage medium for detecting the impact force of flexible wheel shot blasting, which are used for calculating the shot blasting impact force by acquiring shot blasting data or shot blasting speed, then acquiring the shot data of a shot and target material attribute data of a target material and finally combining the shot data and the target material attribute data according to the shot blasting data or the shot blasting speed. According to the invention, through shot blasting data or shot blasting speed and combination of shot data and target material attribute data, the shot blasting impact force can be rapidly calculated, so that the condition that the impact force is measured in the shot blasting process by a traditional experimental platform is avoided, and the efficiency of determining the shot blasting impact force is effectively improved. The invention can be widely applied to the field of shot blasting impact force detection.)

一种柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及撞击力检测技术领域，尤其涉及一种柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

谐波减速器与通用减速器相比具有运动平稳、传动比大、传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点，因此被广泛的应用于机器人和航空航天领域。由于谐波减速的工作原理是利用柔轮的周期性、可控性变形来传递运动和动力，因此柔轮极易发生疲劳断裂，严重限制了谐波减速机整机寿命的提高。因此为了提高谐波减速机的使用寿命，必须对其中的柔轮做一定的处理。

疲劳破坏是目前谐波减速机用柔轮的主要失效形式之一。为了推迟疲劳破坏到达的时间，工程上经常采用表面热处理技术和表面处理技术。由于喷丸过程方便，成本低，效率高，且适应复杂形状的喷丸，因此在提高材料的疲劳极限方面得到了广泛的应用。

一般来讲疲劳源往往萌生于柔轮的表面，而喷丸技术却往往可以将疲劳源“逼移”至柔轮的表下，从而使表观疲劳极限转变成内部疲劳极限，相关研究结果表明内部疲劳极限是表面疲劳极限的1.35～1.38倍，因此大大提高了柔轮的疲劳寿命。但是，这必须要求采用合适的喷丸强度进行喷丸，否则喷丸强度如果过大，也即出现我们所说的过喷丸情况，由于被喷柔轮表面的损伤，甚至产生了喷丸微裂纹，这导致直接在表面形成了疲劳源，使得疲劳源由表下又转回到表面，甚至在某些过喷丸的情况下，喷丸件的疲劳寿命短于未喷丸件的。但是如果喷丸强度过低，将会使柔轮表层出现欠喷丸的情况，导致柔轮表面的硬化层和残余压应力的深度都不够，这样就不能充分发挥零件材料的抗疲劳潜能。因此，选择合适强度的喷丸就显得尤为重要。

而喷丸强度最终都可以转化成一种作用在靶材表面上的力，这样一来，就可以将喷丸动态冲击靶材的过程转化为作用在靶材上的静力或者准静力的情况进行分析了。利用转化后的静态力，就可以方便的利用静力学中的相关理论研究喷丸强度是否合适。因此，有必要深入研究喷丸过程中，弹丸撞击力的计算。

传统的撞击力确定方案是直接采用实验测量的方法确定喷丸过程中的撞击力，但是这种方法成本较大，并且需要专业人员搭建实验平台，费时费力，效率较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能提高效率的柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测方法，包括以下步骤：

利用喷丸机将弹丸对预设置的靶材进行喷丸操作，并检测喷丸时的喷丸数据；

获取所述弹丸的弹丸数据和所述靶材的靶材属性数据；

根据喷丸数据、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力。

作为所述的一种柔轮喷丸的撞击力检测方法的进一步改进，所述的喷丸数据包括所述弹丸到达靶材时的到达速度和所述靶材缩颈时的真实应力，其中，所述到达速度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述真实应力与所述喷丸撞击力呈反比例关系；

或，所述弹丸数据包括弹丸密度和弹丸半径，其中，所述弹丸密度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述弹丸半径与所述喷丸撞击力呈正比例关系；

或，所述靶材属性数据包括所述靶材的屈服强度，其中，所述屈服强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系。

作为所述的一种柔轮喷丸的撞击力检测方法的进一步改进，所述喷丸撞击力的计算公式为：

其中，F表示喷丸撞击力，R表示弹丸半径，S_b表示真实应力，v表示到达速度，ρ表示弹丸密度，σ_s表示屈服强度。

第二方面，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测方法，包括以下步骤：

获取喷丸机的喷丸速度；

获取喷丸机在喷丸时所用的弹丸的弹丸数据和所用到的靶材的靶材属性数据；

根据喷丸速度、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力；

其中，所述喷丸速度与喷丸撞击力呈正比例关系。

作为所述的一种柔轮喷丸的撞击力检测方法的进一步改进，所述弹丸数据包括弹丸密度和弹丸半径，其中，所述弹丸密度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述弹丸半径与所述喷丸撞击力呈正比例关系；

或，所述靶材属性数据包括所述靶材的屈服强度和极限拉伸强度，其中，所述屈服强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系，所述极限拉伸强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系。

作为所述的一种柔轮喷丸的撞击力检测方法的进一步改进，所述喷丸撞击力的计算公式为：

其中，F表示喷丸撞击力，R表示弹丸半径，S_b′表示极限拉伸强度，v′表示喷丸速度，ρ表示弹丸密度，σ_s表示屈服强度。

第三方面，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测系统，包括：

第一检测单元，用于利用喷丸机将弹丸对预设置的靶材进行喷丸操作，并检测喷丸时的喷丸数据；

第一获取单元，用于获取所述弹丸的弹丸数据和所述靶材的靶材属性数据；

第一计算单元，用于根据喷丸数据、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力。

第四方面，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测系统，包括：

第一采集单元，用于获取喷丸机的喷丸速度；

第二采集单元，用于获取喷丸机在喷丸时所用的弹丸的弹丸数据和所用到的靶材的靶材属性数据；

第一处理单元，用于根据喷丸速度、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力；

其中，所述喷丸速度与喷丸撞击力呈正比例关系。

第五方面，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述一种柔轮喷丸的撞击力检测方法。

第六方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述一种柔轮喷丸的撞击力检测方法。

本发明的有益效果是：

本发明一种柔轮喷丸的撞击力检测方法、系统、装置及存储介质通过喷丸数据或喷丸速度，以及结合弹丸数据和靶材属性数据，从而能快速计算得出喷丸撞击力，从而避免了传统需要搭建实验平台测量喷丸过程中撞击力的情况，有效提升了确定喷丸撞击力的效率。

附图说明

图1是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测方法一个实施例的步骤流程图；

图2是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测方法一个实施例的喷丸过程示意图；

图3是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测方法一个实施例撞击靶材后的弹塑性变形示意图；

图4是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测方法另一个实施例的步骤流程图；

图5是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测系统一个实施例的模块方框图；

图6是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测系统另一个实施例的模块方框图；

图7是本发明实施例一种柔轮喷丸的撞击力检测装置一个实施例的结构方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。而且需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

参考图1～图3，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测方法，包括以下步骤：

S101、利用喷丸机将弹丸对预设置的靶材进行喷丸操作，并检测喷丸时的喷丸数据。

S102、获取所述弹丸的弹丸数据和所述靶材的靶材属性数据。

S103、根据喷丸数据、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力。

本实施例中，所述的喷丸数据包括所述弹丸到达靶材时的到达速度和所述靶材缩颈时的真实应力，所述弹丸数据包括弹丸密度和弹丸半径，所述靶材属性数据包括所述靶材的屈服强度。

在本实施例中，所述喷丸撞击力采用如下计算公式进行计算：

式中，F表示喷丸撞击力，R表示弹丸半径，S_b表示真实应力，v表示到达速度，ρ表示弹丸密度，σ_s表示屈服强度。

基于上述公式可得到，所述到达速度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述真实应力与所述喷丸撞击力呈反比例关系，所述弹丸密度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述弹丸半径与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述屈服强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系。

在本实施例中通过检测得到喷丸数据，并结合已知的弹丸数据和靶材属性数据，从而能快速计算得出喷丸撞击力，从而避免了传统需要搭建实验平台测量喷丸过程中撞击力的情况，有效提升了确定喷丸撞击力的效率。

参考图4，本发明另一个实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测方法，包括以下步骤：

S401、获取喷丸机的喷丸速度。

其中，所述喷丸速度表示弹丸从喷丸机中喷出时的速度，可以从喷丸机中进行读取获得。

S402、获取喷丸机在喷丸时所用的弹丸的弹丸数据和所用到的靶材的靶材属性数据。

S403、根据喷丸速度、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力。

其中，所述喷丸速度与喷丸撞击力呈正比例关系。

本实施例中，所述弹丸数据包括弹丸密度和弹丸半径，所述靶材属性数据包括所述靶材的屈服强度和极限拉伸强度，

在本实施例中，所述喷丸撞击力采用如下计算公式进行计算：

式中，F表示喷丸撞击力，R表示弹丸半径，S_b′表示极限拉伸强度，v′表示喷丸速度，ρ表示弹丸密度，σ_s表示屈服强度。

基于上述公式可得到，所述弹丸密度与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述弹丸半径与所述喷丸撞击力呈正比例关系，所述屈服强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系，所述极限拉伸强度与所述喷丸撞击力呈反比例关系。

本实施例中以某一喷丸柔轮为例，已知v′＝50m/s，ρ＝7800kg/m^3，d＝0.08mm,σ_s＝1120Mpa，S_b′＝1270Mpa；将这些已知值代入到上述公式那个可以快速的求解得到F＝0.5636N。

在本实施例中通过已知数据喷丸速度、弹丸数据和靶材属性数据，从而能快速计算得出喷丸撞击力，从而避免了传统需要搭建实验平台测量喷丸过程中撞击力的情况，而且也完全不需要实验以及检测，在节省了实验测定的成本的同时，还能进一步有效提升确定喷丸撞击力的效率。并且通过本实施例中的公式可以快速，低成本的求解出来在实际喷丸过程中柔轮受到的撞击力，还可以通过改变相关参数数值，快速的研究各个因素对喷丸撞击力的影响。

参考图5，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测系统，包括：

第一检测单元，用于利用喷丸机将弹丸对预设置的靶材进行喷丸操作，并检测喷丸时的喷丸数据；

第一获取单元，用于获取所述弹丸的弹丸数据和所述靶材的靶材属性数据；

第一计算单元，用于根据喷丸数据、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

参考图6，本发明另一个实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测系统，包括：

第一采集单元，用于获取喷丸机的喷丸速度；

第二采集单元，用于获取喷丸机在喷丸时所用的弹丸的弹丸数据和所用到的靶材的靶材属性数据；

第一处理单元，用于根据喷丸速度、弹丸数据和靶材属性数据，计算得出喷丸撞击力；

其中，所述喷丸速度与喷丸撞击力呈正比例关系。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

参考图7，本发明实施例提供了一种柔轮喷丸的撞击力检测装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述一种柔轮喷丸的撞击力检测方法。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述一种商照护等级智能分析方法。

从上述内容可知，本发明通过喷丸数据或喷丸速度，以及结合弹丸数据和靶材属性数据，从而能快速计算得出喷丸撞击力，从而避免了传统需要搭建实验平台测量喷丸过程中撞击力的情况，有效提升了确定喷丸撞击力的效率。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。