葉片銑削及噴丸加工殘余應(yīng)力測試與三維表征

梁巧云，藺治強，張吉銀,，姚倡鋒,,

（1.中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責(zé)任公司，沈陽 110043；2.西北工業(yè)大學(xué)航空發(fā)動機高性能制造工信部重點實驗室，西安 710072；3.航空發(fā)動機先進(jìn)制造技術(shù)教育部工程研究中心，西安 710072）

殘余應(yīng)力是在無應(yīng)力的作用時，以平衡狀態(tài)存在于物體內(nèi)部的應(yīng)力。在各種機械和機器的制造過程中，零件內(nèi)部將產(chǎn)生殘余應(yīng)力。實際上，各種零部件加工時，構(gòu)件內(nèi)部不產(chǎn)生殘余應(yīng)力的情況很少見。所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力狀態(tài)，特別是其應(yīng)力值的大小，是隨各種加工方法或處理方法的不同而有所差別的。熱加工或冷加工過程中，伴隨著熱平衡或者力平衡被破壞，工件的趨穩(wěn)性誘使殘余應(yīng)力產(chǎn)生。

目前，殘余應(yīng)力的測試方法很多，按其對于被測構(gòu)件是否具有破壞性，可分為有損測試法和無損測試法兩大類。有損測試法的主要原理是破壞性的應(yīng)力釋放，使其釋放部分產(chǎn)生相應(yīng)的位移與應(yīng)變，測量出這些位移和應(yīng)變，經(jīng)計算得到構(gòu)件原有的應(yīng)力。常用的方法有鉆孔法[1-3]、切槽法[4]、剝層法[5]等。無損測試法是多年來科研人員一直探索的方法，目前無損測試的方法有X射線法[6-8]、中子衍射法[9-10]、超聲波法[11-12]、磁性法[13-14]等。

銑削殘余應(yīng)力對航空發(fā)動機薄壁葉片的表面完整性、加工精度和尺寸穩(wěn)定性等有重要影響。Ratchev等[15]使用Johnson-Cook 本構(gòu)方程將工件建模為各向同性的熱彈塑性模型，預(yù)測了近表面殘余應(yīng)力，并將其與實驗測量結(jié)果進(jìn)行了比較。Salonitis和Kolios[16]建立了一個預(yù)測磨削硬化溫度，工件材料的晶體結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布的有限元模型。Yan 等[17]開發(fā)了一種將有限元方法與統(tǒng)計模型相結(jié)合的混合技術(shù)，在模擬殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上，使用粒子群優(yōu)化方法以阻尼余弦函數(shù)對其進(jìn)行了擬合。彈丸撞擊靶材的過程是一個復(fù)雜的彈塑性變形過程，彈丸撞擊使材料內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力。Al-Hassani[18-19]和Al-Obaid[20]基于Flavenot 和Niku-lari[21]的研究，結(jié)合飽和試驗測量的噴丸應(yīng)力分布規(guī)律，將彈丸撞擊產(chǎn)生的應(yīng)力沿厚向的分布用余弦曲線近似表示。通過余弦曲線函數(shù)關(guān)系可以計算不同彈丸速度下飽和噴丸應(yīng)力對應(yīng)的殘余應(yīng)力曲線。Tan 等[22]通過回歸分析創(chuàng)建特征參數(shù)模型，該模型具有預(yù)測典型壓縮殘余應(yīng)力曲線的4個主要特征參數(shù)的能力。Sherafatnia 等[23]利用赫茲接觸理論和彈塑性評估獲得噴丸引起的殘余應(yīng)力分布。Atig等[24]采用概率方法來評估誘導(dǎo)殘余應(yīng)力分布。曹子文等[25]利用X 射線衍射法分析兩種工藝復(fù)合強化表層的殘余應(yīng)力分布。選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ?、合理的手段來?zhǔn)確分析計算零件的殘余應(yīng)力分布規(guī)律具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程價值。

目前殘余應(yīng)力的通用測試技術(shù)比較成熟，針對具體特征結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力測試技術(shù)需進(jìn)一步研究；同時針對各工藝殘余應(yīng)力分布的研究多集中于沿深度方向的分布情況，對結(jié)合表面分布和深度分布的三維殘余應(yīng)力分布的研究較少。本文結(jié)合無損殘余應(yīng)力檢測方法和有損檢測方法，即采用X 射線衍射法和剝層法測試鈦合金葉片銑削及噴丸加工后的表面及表層的殘余應(yīng)力，分析了其三維殘余應(yīng)力分布，并以經(jīng)驗公式對其三維分布進(jìn)行數(shù)值擬合，獲得了準(zhǔn)確率較高的經(jīng)驗公式。

1 鈦合金葉片銑削及噴丸加工殘余應(yīng)力三維分布測試

1.1 鈦合金葉片銑削及噴丸加工與殘余應(yīng)力測試

以Ti6-Al4-V 鈦合金航空發(fā)動機葉片為研究對象，葉片型面為三維自由曲面，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。鈦合金葉片由毛坯銑削成型后，進(jìn)行拋光、熱處理及振動光飾處理，最后進(jìn)行噴丸強化加工。銑削加工在Gildemeister 公司的DMU125P五軸數(shù)控加工中心完成，采用螺旋銑削方式，轉(zhuǎn)速 Vc為40 ～ 120 m/min ，進(jìn)給量 fz為0.04 ～ 0.15 mm/齒，切深ap為0.1～ 0.5 mm。噴丸加工在Wheelabrator 公司的MP1500TX 噴丸機上完成，采用對稱噴丸方式，其噴丸強度為0.25 Nmm，覆蓋率≥100%。

葉片經(jīng)過噴丸加工后，采用PROTO-LXRD MG2000殘余應(yīng)力測試分析儀對薄壁葉片表面及表層殘余應(yīng)力進(jìn)行測試。測試電壓為25 kV，測試電流為20 mA，測試靶材選用Cu_K-Alpha，β =±25°，曝光次數(shù)為10，布拉格角度是142°，衍射晶面選用{213}，準(zhǔn)直器直徑為3 mm，曝光時間為1 s。由于毛坯加工前以及噴丸強化加工前都會進(jìn)行熱處理以消除殘余應(yīng)力，故在本文殘余應(yīng)力分析過程中不考慮初始?xì)堄鄳?yīng)力的影響。

1.2 葉片殘余應(yīng)力測試規(guī)劃

為使所測殘余應(yīng)力值盡可能地反應(yīng)葉片殘余應(yīng)力分布情況，需對測量點進(jìn)行規(guī)劃，使測量點盡可能地均勻分布。

對銑削及噴丸加工的葉片殘余應(yīng)力測試分為兩種情況：表面殘余應(yīng)力測試和表層殘余應(yīng)力測試。選取表面殘余應(yīng)力測試點時需遵循均勻的原則，使各點離散地分布在葉片的葉背和葉盆表面上；表層殘余應(yīng)力的測試點在葉片葉尖、葉中及葉根3個重要區(qū)域，選取具有代表性的點。綜合考慮時間及測試成本，本次殘余應(yīng)力測試葉片的表面殘余應(yīng)力后，再對葉片進(jìn)行剝層進(jìn)而測量其表層的殘余應(yīng)力值。暫定葉背及葉盆表面各選取29個點，其中20個點只是進(jìn)行表面殘余應(yīng)力測試，而葉尖、葉中及葉根這3個區(qū)域各3個點進(jìn)行剝層以測試表層的殘余應(yīng)力，獲得殘余應(yīng)力沿深度的分布情況。測量點位置如圖1所示，表1及表2分別列出了表面及表層測量點坐標(biāo)。

表1 葉片表面殘余應(yīng)力測量點坐標(biāo)

表2 葉片表層殘余應(yīng)力測量點坐標(biāo)

圖1 表層殘余應(yīng)力測試點示意圖

為了獲得殘余應(yīng)力沿深度分布情況，測得試件表層的殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)，需使用電解拋光儀沿表面法向?qū)υ嚇舆M(jìn)行腐蝕剝層，再進(jìn)行測試。剝層具體方法為：首先測試試塊表面的殘余應(yīng)力，并使用千分尺測量記錄試樣的原始厚度；然后使用電解拋光儀進(jìn)行局部腐蝕剝層，通過控制電解時間和拋光次數(shù)來控制剝層深度，同時測試每一層面X 方向和Y 方向的殘余應(yīng)力大小，直至測得的殘余應(yīng)力值在接近零應(yīng)力值附近波動為止，此時可認(rèn)為測得的殘余應(yīng)力與材料基體的殘余應(yīng)力相同。對于噴丸葉片，測試標(biāo)記點表面殘余應(yīng)力后，采用電化學(xué)腐蝕的方法將測量點腐蝕掉一定深度（銑削10μm ，噴丸30μm ），再進(jìn)行殘余應(yīng)力測量，以此循環(huán)進(jìn)行，直至殘余應(yīng)力值趨近于0，表明已經(jīng)腐蝕到基體，即可停止該點的測量。

殘余應(yīng)力測量時，由經(jīng)驗豐富的測試人員經(jīng)過多次調(diào)試，可將測試結(jié)果誤差保持在±20 MPa 以內(nèi)，結(jié)果較為精確，分析時可將誤差進(jìn)行忽略。當(dāng)剝層后測試表層的殘余應(yīng)力時，剝層點大小為?5 mm，與葉片的型面相比較小，因剝層產(chǎn)生變形進(jìn)而對殘余應(yīng)力的影響極小，可以忽略不計。同時，在測量表層的殘余應(yīng)力時，將剝層區(qū)域的直徑和深度輸入測試系統(tǒng)，殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)會進(jìn)行自動補償，進(jìn)一步保證了測試殘余應(yīng)力的準(zhǔn)確性。

為了便于分析，殘余應(yīng)力測量點規(guī)劃時以榫頭底部中點為原點，平行于榫頭對稱中心且由進(jìn)氣邊指向排氣邊的方向為X 正方向，葉根指向葉尖的方向為Y 正方向。由于理論上噴丸加工切向殘余應(yīng)力值相等，即X 方向與Y 方向的殘余應(yīng)力相同，且測試葉片Y 方向殘余應(yīng)力時容易與榫根干涉，故本文只進(jìn)行X 方向的殘余應(yīng)力測試及分析。

1.3 葉片殘余應(yīng)力測試結(jié)果

對銑削及噴丸葉片表面和表層的殘余應(yīng)力進(jìn)行測試，葉片表面殘余應(yīng)力測試結(jié)果見表3，銑削及噴丸葉片表層殘余應(yīng)力測試結(jié)果如表4和表5所示。

表3 葉片表面殘余應(yīng)力

表4 銑削葉片表層殘余應(yīng)力

表5 噴丸葉片表層殘余應(yīng)力

2 鈦合金葉片銑削及噴丸殘余應(yīng)力分析和三維表征建模

2.1 葉片表面殘余應(yīng)力分析

根據(jù)測得的葉背及葉盆各29個測量點的表面殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)，以葉背及葉盆表面為坐標(biāo)平面，采用數(shù)值擬合的方法獲得基于葉片二位平面坐標(biāo)的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)圖。如圖2和圖3所示，利用殘余應(yīng)力值的等高線圖揭示了葉片噴丸加工后表面殘余應(yīng)力分布情況，圖中X、Y 坐標(biāo)同圖1，同時以顏色表示殘余應(yīng)力值的大小，深藍(lán)色區(qū)域表示殘余壓應(yīng)力較大的區(qū)域，深紅色的區(qū)域表示殘余壓應(yīng)力較小的區(qū)域，從深藍(lán)色到深紅色顏色的遞減也代表了殘余壓應(yīng)力值的減小。

圖2 銑削葉片表面殘余應(yīng)力

圖3 噴丸葉片表面殘余應(yīng)力

從圖2和圖3中可以看出，銑削葉片葉背表面殘余壓應(yīng)力的極大值主要集中在葉根的脊線區(qū)域，應(yīng)力值為-405.30 MPa，極小值主要集中在靠近葉中的排氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-250.39 MPa；葉盆表面殘余壓應(yīng)力的極大值主要集中在靠近葉根的排氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-380.56 MPa，極小值主要集中在靠近葉中的排氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-210.56 MPa。而噴丸葉片葉背表面殘余壓應(yīng)力的極大值主要集中在葉中的脊線區(qū)域，應(yīng)力值為-784.77 MPa，極小值主要集中在靠近葉根的進(jìn)氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-658.58 MPa；葉盆表面殘余壓應(yīng)力的極大值主要集中在靠近葉根的排氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-760.65 MPa，極小值主要集中在靠近葉中的進(jìn)氣邊區(qū)域，應(yīng)力值為-661.51 MPa?？傮w分析發(fā)現(xiàn)葉片葉背及葉盆表面的殘余應(yīng)力都是殘余壓應(yīng)力，且分布沒有一致的規(guī)律。

將葉片表面殘余應(yīng)力值進(jìn)行統(tǒng)計分析處理，以此反應(yīng)其殘余應(yīng)力值的大致范圍，以便評估葉片整體殘余應(yīng)力的情況。殘余應(yīng)力統(tǒng)計情況如圖4和圖5所示，橫坐標(biāo)軸表示殘余應(yīng)力值區(qū)間，縱坐標(biāo)軸表示各個殘余應(yīng)力值區(qū)間內(nèi)測量點的數(shù)量，并在柱狀圖上注明每個殘余應(yīng)力值區(qū)間內(nèi)分布的具體測量點。從圖可以看出銑削葉片殘余應(yīng)力值分布在-200～-420 MPa 范圍內(nèi)，成正態(tài)分布，其中主要集中在-240～-360 MPa 范圍內(nèi)；噴丸葉片殘余應(yīng)力值分布在-640～-800 MPa 范圍內(nèi)，成正態(tài)分布，其中主要集中在-680～-720 MPa范圍內(nèi)。對比發(fā)現(xiàn)噴丸葉片表面殘余應(yīng)力值統(tǒng)計分布相對于銑削葉片較為集中，說明噴丸葉片加工一致性好。

圖4 銑削葉片表面殘余應(yīng)力統(tǒng)計分布

圖5 噴丸葉片表面殘余應(yīng)力統(tǒng)計分布

對葉片表面殘余應(yīng)力進(jìn)一步分析，通過計算可以得到銑削葉片葉背表面殘余應(yīng)力的均值為-323.37 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為43.18 MPa；葉盆表面殘余應(yīng)力的均值為-288.37 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為41.55 MPa，總體均值為-305.87，標(biāo)準(zhǔn)差為45.42。噴丸葉片葉背表面殘余應(yīng)力的均值為-705.72 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為31.50 MPa；葉盆表面殘余應(yīng)力的均值為-704.06 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為27.62 MPa，總體均值為-704.89，標(biāo)準(zhǔn)差為29.25。噴丸葉片與銑削葉片相比，其葉背和葉盆表面殘余應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)差值和葉片殘余應(yīng)力測量誤差（約為±30 MPa）大致相同，進(jìn)一步表明，噴丸后葉片表面殘余應(yīng)力分布較為均勻，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

依據(jù)葉片噴丸強化后測量的表面殘余應(yīng)力結(jié)果對葉片殘余應(yīng)力二維分布進(jìn)行基于表面坐標(biāo)x，y 的數(shù)值擬合建模，獲得噴丸強化的殘余應(yīng)力二維分布公式，為了提高擬合精度，在擬合前需對葉片表面坐標(biāo)和表面殘余應(yīng)力進(jìn)行中心化處理，避免異常值和極端值的影響，中心化公式為

式中： x′為中心化值；x 為實際測量值；μ為實際數(shù)據(jù)均值。

采用RationalTaylor 曲面函數(shù)對葉背及葉盆表面殘余應(yīng)力分布進(jìn)行擬合，擬合前，按式（1）對葉片表面坐標(biāo)和表面殘余應(yīng)力進(jìn)行中心化處理，銑削葉片殘余應(yīng)力取值范圍為： xM-u=-3.6， yM-u=374.12，σM-u=-305.87 MPa；噴丸葉片殘余應(yīng)力取值范圍為xSP-u=-2， ySP-u=371.62，σSP-u=-704.89 MPa。標(biāo)準(zhǔn)化擬合經(jīng)驗公式為：

式（2）為銑削葉片表面殘余應(yīng)力分布標(biāo)準(zhǔn)化擬合經(jīng)驗公式，擬合優(yōu)度R2=0.95937；式（3）為噴丸葉片表面殘余應(yīng)力分布標(biāo)準(zhǔn)化擬合經(jīng)驗公式，擬合優(yōu)度R2=0.97801。擬合結(jié)果表明，擬合優(yōu)度極接近于1，說明了擬合的精度較高。

結(jié)合式（1）、式（2）和式（3）及表面坐標(biāo)與表面殘余應(yīng)力的中心化取值范圍，可求解葉片實際表面殘余應(yīng)力分布擬合公式，即：

式中：σM-x,y及 σSP-x,y分別表示銑削葉片和噴丸葉片的基于表面位置x，y（見圖1）的殘余應(yīng)力值，-75≤x ≤75，200≤y ≤600；σx,y為基于RationalTaylor公式的非線性曲面擬合函數(shù)，擬合效果顯著。

2.2 葉片表層殘余應(yīng)力分析

根據(jù)測得的銑削及噴丸葉片表層殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)，分析殘余應(yīng)力沿深度方向分布的規(guī)律，其分布趨勢如圖6和圖7所示。

圖6 銑削葉片表層殘余應(yīng)力

圖7噴丸葉片表層殘余應(yīng)力

圖6 和圖7描述了在銑削及噴丸葉片表面的測量點處沿深度方向的殘余應(yīng)力分布。橫坐標(biāo)表示垂直于表面方向的深度，縱坐標(biāo)表示壓縮殘余應(yīng)力，不同的線條表示各個測量點殘余應(yīng)力的分布情況。由圖可以看出，各測量點同一深度位置的殘余應(yīng)力值雖然有所不同，但其差別不大，且葉背及葉盆的殘余應(yīng)力沿深度方向的分布趨勢大體是一致的。銑削葉片表面殘余壓應(yīng)力為-300 MPa 左右，隨著深度的增加殘余壓應(yīng)力逐漸減小，最后在50 ～60μm 的深度處減小到0左右，此即為銑削葉片基體的殘余應(yīng)力值，銑削葉片殘余應(yīng)力場的深度為50μm 左右。噴丸強化葉片表面上的壓縮殘余應(yīng)力為-700 MPa左右，在0～30μm 深度內(nèi)殘余壓縮應(yīng)力隨著深度的增加而逐漸增大，在30μm 的深度處達(dá)到最大殘余壓縮應(yīng)力值；隨后殘余壓縮應(yīng)力隨著深度的增加而逐漸減小，最終在150～180μm 的深度減小到大約0，即葉片噴丸強化后的殘余應(yīng)力場深度約為150～180μm。

依據(jù)葉片噴丸強化后測量的殘余應(yīng)力結(jié)果對葉片殘余應(yīng)力深度分布進(jìn)行基于深度h的參數(shù)化建模，獲得噴丸強化的殘余應(yīng)力深度分布公式，為了提高擬合精度，在擬合前需對葉片表面下深度和殘余應(yīng)力進(jìn)行Min-Max 歸一化處理，避免異常值和極端值的影響，歸一化公式為

式中： x′為歸一化值；x 為實際測量值； x-max為實際數(shù)據(jù)最大值； x-min為實際數(shù)據(jù)最小值。

采用衰減余弦函數(shù)對表層殘余應(yīng)力分布進(jìn)行擬合，擬合前，按式（6）對葉片表層深度和殘余應(yīng)力進(jìn)行Min-Max歸一化處理，銑削葉片殘余應(yīng)力取值范圍為：h-max=60， h-min=0 ，σ-max = 0 MPa，σ-min =-400 MPa；噴丸葉片殘余應(yīng)力取值范圍為： h-max=180,h-min= 0，σ-max =0 MPa，σ-min=-780 MPa。歸一化擬合經(jīng)驗公式為：

式（7）為銑削葉片表層殘余應(yīng)力深度分布?xì)w一化擬合經(jīng)驗公式，擬合優(yōu)度R2= 0.87431；式（8）為噴丸葉片表層殘余應(yīng)力深度分布?xì)w一化擬合經(jīng)驗公式，擬合優(yōu)度R2= 0.98358。擬合結(jié)果表明，擬合優(yōu)度極接近于1，說明了擬合的精度較高。

結(jié)合式（6）、式（7）和式（8）及葉片表層深度與殘余應(yīng)力的歸一化取值范圍，可求解葉片實際表面殘余應(yīng)力分布擬合公式，即：

式中：σM-h和 σSP-h分別表示銑削葉片及噴丸葉片基于h分布的殘余應(yīng)力值，h為葉片表面以下垂直于葉片表面方向的深度值，0＜h≤210； σ為基于衰減余弦函數(shù)的非線性曲線擬合函數(shù)，擬合效果顯著。

2.3 殘余應(yīng)力三維表征

依據(jù)式（3）和式（6），綜合分析計算，進(jìn)行基于葉片空間坐標(biāo)x，y，h的參數(shù)化建模，獲得葉片噴丸強化的殘余應(yīng)力三維分布模型，表達(dá)式分別為：

式（11）和式（12）以數(shù)學(xué)模型的形式分別實現(xiàn)了基于葉片x，y，h空間坐標(biāo)的銑削及噴丸殘余應(yīng)力三維表征。葉片殘余應(yīng)力三維分布如圖8和圖9所示，x，y 平面即為葉片的葉背或葉盆表面，h為葉片表面的法向。x，y 平面內(nèi)為基于平面坐標(biāo)分布的處于同一數(shù)量級但數(shù)值有波動的殘余壓應(yīng)力值，h維度上則是基于深度距離分布的數(shù)量級梯度變化的x，y 殘余應(yīng)力場，其分布趨勢與圖示所示一致?；趚，y，h分布的殘余應(yīng)力場即為噴丸葉片殘余應(yīng)力三維分布表征模型。

圖8 銑削葉片殘余應(yīng)力三維表征

圖9 噴丸葉片殘余應(yīng)力三維表征

為了驗證葉片銑削及噴丸殘余應(yīng)力三維表征模型的準(zhǔn)確性，針對同批次的采用同一工藝參數(shù)加工的葉片，隨機選取了6個測量點，利用其三維坐標(biāo)及殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)對擬合經(jīng)驗公式進(jìn)行驗證，銑削葉片隨機測量點殘余應(yīng)力計算值和測量值結(jié)果如表6和表7所示。

表6 銑削葉片隨機測量點殘余應(yīng)力計算值和測量值

表7 噴丸葉片隨機測量點殘余應(yīng)力計算值和測量值

由表6及表7發(fā)現(xiàn)，根據(jù)擬合經(jīng)驗公式計算的殘余應(yīng)力值與測量值之間最大相差40.12 MPa，而在對葉片進(jìn)行殘余應(yīng)力測量過程中，殘余應(yīng)力測量值的誤差約為±30 MPa。綜合考慮測量誤差和擬合誤差，進(jìn)而對比隨機測量點的計算值和測量值，表明此經(jīng)驗公式可以計算預(yù)測葉片在特定工藝參數(shù)下的殘余應(yīng)力場分布。

3 結(jié)論

1）針對銑削及噴丸葉片，采用X 射線衍射法并結(jié)合電解腐蝕方法，對其表面及表層的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測試。

2）對葉片表面及表層殘余應(yīng)力的分布情況進(jìn)行了分析，銑削葉片葉背最大殘余應(yīng)力為-405.30 MPa，最小殘余應(yīng)力為-250.39 MPa；葉盆表面最大殘余應(yīng)力為-380.56 MPa，最小殘余應(yīng)力為-210.56 MPa。噴丸葉片葉背表面最大殘余壓應(yīng)力為-784.77 MPa，最小為-658.58 MPa；葉盆表面最大殘余壓應(yīng)力為-760.65 MPa，最小為-661.51 MPa。葉片葉背及葉盆表面的殘余應(yīng)力都是殘余壓應(yīng)力，且分布沒有一致的規(guī)律。銑削葉片表面上的壓縮殘余應(yīng)力為-300 MPa左右，殘余應(yīng)力場深度約為50～60μm。噴丸強化葉片表面上的壓縮殘余應(yīng)力為-700 MPa 左右，殘余應(yīng)力場深度約為150～ 180μm。

3）采用基于RationalTaylor 公式的非線性曲面擬合函數(shù)對葉片表面殘余應(yīng)力進(jìn)行擬合，采用基于衰減余弦函數(shù)的非線性曲線擬合函數(shù)對葉片表層殘余應(yīng)力進(jìn)行擬合，擬合優(yōu)度極接近于1，擬合效果顯著，獲得了經(jīng)過有效性驗證的葉片銑削及噴丸殘余應(yīng)力三維分布經(jīng)驗公式。