CN116952438B - 基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法及测试装置，基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法包括：S1：沿试样薄板的长度方向切割出多个翅片，在试样薄板上设置对应多个翅片的蚀刻位置；S2：选取材质与试样薄板相同的标样薄板，在标样薄板厚度方向上的一侧加工多个底面为蚀刻面的蚀刻孔位，多个蚀刻面距离标样薄板表面的距离不同；S3：将蚀刻位置和多个蚀刻孔位同时浸入蚀刻液中并同步蚀刻，蚀刻位置的被蚀刻深度和蚀刻孔的被蚀刻深度成正比，计算并记录每一个蚀刻孔位贯穿标样薄板时蚀刻位置的被蚀刻深度和多个翅片的弯曲情况。采用该方案，能够解决现有技术中的无法测试薄板残余应力在宽度上分布均匀性及厚度上分布梯度的问题。

Description

基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法及测试装置

技术领域

本发明涉及薄板残余应力表征技术领域，具体而言，涉及一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法及测试装置。

背景技术

薄板制备过程中，受制于设备控制能力，宽度方向上的冷却条件和力学条件存在差异，导致薄板残余应力在宽度上分布不均匀，进而导致薄板产品在宽度不同位置蚀刻或机加工过程中变形量不一致，甚至导致板材的整体加工变形不合格。

目前评价薄板残余应力的方法，常采用局部取样测试分析，或者采用X射线法等无损检测技术沿着板材宽度进行残余应力测试。局部取样难以反映整宽度的残余应力均匀性，X射线无损检测技术穿透深度达到100um以上，测试结果为100um厚度范围内残余应力均值，对于0.1mm~0.2mm范围的薄板，X射线法难以获得残余应力在厚度上的分布梯度。

发明内容

本发明提供了一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法及测试装置，以解决现有技术中的无法测试薄板残余应力在宽度上分布的均匀性及厚度上的分布梯度的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，包括：S1：沿试样薄板的长度方向间隔切割出多个平行于试样薄板宽度方向的翅片，每个翅片的长度相同且均小于试样薄板的宽度，在沿试样薄板的宽度方向上设置对应多个翅片的蚀刻位置；S2：选取材质与试样薄板相同的标样薄板，在标样薄板厚度方向上的一侧加工多个蚀刻孔位，蚀刻孔位内的底面为蚀刻面，多个蚀刻孔位的蚀刻面距离标样薄板表面的距离各不相同；S3：将试样薄板的蚀刻位置和标样薄板的多个蚀刻孔位同时浸入蚀刻液中，蚀刻液对蚀刻位置和多个蚀刻孔位同步蚀刻，蚀刻位置的被蚀刻深度和蚀刻孔的被蚀刻深度成正比，计算并记录每一个蚀刻孔位沿标样薄板的厚度方向贯穿标样薄板时蚀刻位置的被蚀刻深度以及多个翅片的弯曲情况，以得出试样薄板残余应力在宽度上分布的均匀性及厚度上的分布梯度。

进一步地，S1还包括：在试样薄板外表面粘贴第一防蚀刻膜，每个翅片的第一防蚀刻膜上均预留出沿试样薄板宽度方向延伸的条形避让口，多个条形避让口沿试样薄板的宽度方向顺次设置并形成蚀刻位置，记录条形避让口的尺寸。

进一步地，S2还包括：在标样薄板厚度方向上的一侧粘贴第二防蚀刻膜，采用铣削设备在标样薄板贴有第二防蚀刻膜的一侧钻取多个深度不同的盲孔，多个盲孔形成多个蚀刻孔位；其中，盲孔的深度为d0，标样薄板的厚度为d1，第二防蚀刻膜的厚度为d2，d2≤d0＜（d₁+d₂）。

进一步地，S3还包括：蚀刻液通过蚀刻位置对试样薄板的一侧进行蚀刻；蚀刻液通过多个蚀刻孔位对标样薄板的一侧进行蚀刻，同时对标样薄板背离蚀刻孔位的一侧进行蚀刻。

进一步地，S3还包括：在第一次出现某一个蚀刻孔位贯穿标样薄板时，记录其穿透标样薄板的被蚀刻深度a0，并计算得到蚀刻液通过蚀刻位置对试样薄板的被蚀刻深度为a0/2，同时记录此时多个翅片的弯曲情况；每出现一个新的蚀刻孔位贯穿标样薄板时对应重复一次以上步骤，直至所有蚀刻孔位均贯穿标样薄板。

进一步地，S2还包括：在选取标样薄板时，试样薄板的厚度为d3，蚀刻孔位的蚀刻面贯穿标样薄板所需的最大深度为d1，d1≤2d3。

进一步地，S3还包括：在对试样薄板进行蚀刻前，对试样薄板未加工翅片的一侧进行固定，并为多个翅片在标样薄板的厚度方向上预留弯曲空间；在对标样薄板进行蚀刻前，对标样薄板未加工蚀刻孔位的一侧进行固定。

根据本发明的另一方面，提供了一种测试装置，测试装置采用上述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，测试装置包括：支撑框架；蚀刻箱，设置在支撑框架内，蚀刻箱用于放置蚀刻液；转接结构，设置在支撑框架上，试样薄板和标样薄板均设置在转接结构上，蚀刻位置和多个蚀刻孔位均位于蚀刻箱内；变形采集组件，可移动地设置在支撑框架上，以记录试样薄板的多个翅片的变形情况。

进一步地，转接结构包括旋紧组件、转接板、安装座、和耐蚀组件，支撑框架具有位于蚀刻箱上方的安装口，转接板的一端穿过安装口并穿设在蚀刻箱内，转接板的另一端通过旋紧组件与安装口所在的支撑框架的平面连接，安装座设置在转接板穿入蚀刻箱内的一端且具有插接槽，试样薄板不包含翅片的部分穿设在插接槽内并通过耐蚀组件固定，试样薄板与转接板间隔，标样薄板通过耐蚀组件固定在安装座上，标样薄板向下延伸且多个蚀刻孔位在竖直方向上均避让安装座和/或转接板。

进一步地，变形采集组件包括线性模组和设置在线性模组上的激光位移传感器，线性模组包括导轨和可移动地设置在导轨上的滑动座，导轨的延伸方向平行于试样薄板的长度方向，激光位移传感器设置在滑动座上，导轨设置在支撑框架的顶部，激光位移传感器位于蚀刻位置以及蚀刻箱和/或蚀刻液的蚀刻液面上方，以检测多个翅片的弯曲情况。

进一步地，测试装置还包括显示屏组件，支撑框架包括框架主体和分别设置在框架主体顶部、底部的上支撑板、下支撑板，显示屏组件设置在上支撑板上并和变形采集组件电连接，以显示变形采集组件收集的试样薄板的变形量以及残余应力，蚀刻箱设置在下支撑板上并位于框架主体内，转接结构设置在上支撑板上。

应用本发明的技术方案，提供了一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，包括：S1：沿试样薄板的长度方向间隔切割出多个平行于试样薄板宽度方向的翅片，每个翅片的长度相同且均小于试样薄板的宽度，在沿试样薄板的宽度方向上设置对应多个翅片的蚀刻位置；S2：选取材质与试样薄板相同的标样薄板，在标样薄板厚度方向上的一侧加工多个蚀刻孔位，蚀刻孔位内的底面为蚀刻面，多个蚀刻孔位的蚀刻面距离标样薄板表面的距离各不相同；S3：将试样薄板的蚀刻位置和标样薄板的多个蚀刻孔位同时浸入蚀刻液中，蚀刻液对蚀刻位置和多个蚀刻孔位同步蚀刻，蚀刻位置的被蚀刻深度和蚀刻孔的被蚀刻深度成正比，计算并记录每一个蚀刻孔位沿标样薄板的厚度方向贯穿标样薄板时蚀刻位置的被蚀刻深度以及多个翅片的弯曲情况，以得出试样薄板残余应力在宽度上分布的均匀性及厚度上的分布梯度。采用本方案，由于标样薄板和试样薄板的材质相同，蚀刻液对标样薄板和试样薄板起到的蚀刻效果也相同，故蚀刻液对标样薄板和试样薄板的蚀刻深度也相同或成正比。将试样薄板和标样薄板进入蚀刻液后，蚀刻液同时对蚀刻位置处的多个翅片部分以及多个蚀刻孔位处的标样薄板进行蚀刻，由于多个蚀刻孔位距离标样薄板的表面距离各不相同，多个蚀刻孔位的穿透标样薄板的时间也不同，每有一个蚀刻孔位穿透标样薄板，操作人员便记录该蚀刻孔位的被蚀刻深度，通过该蚀刻孔位的被蚀刻深度即可计算得到多个翅片在蚀刻位置的被蚀刻深度，同时记录多个翅片在此时的弯曲情况，直至所有蚀刻孔位均穿透标样薄板，操作人员记录多组不同翅片在不同蚀刻深度下的弯曲情况，以得到试样薄板残余应力在宽度方向上和厚度方向上的分布情况。这样设置，便于对薄板残余应力分布情况的评价表征，避免了现有技术中常采用的局部取样测试分析或X射线法等无损检测技术难以反映出残余应力在薄板宽度方向上的分布的均匀性以及在厚度方向上分布的梯度性的情况。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法的流程示意图；

图2示出了本发明的另一实施例提供的测试装置的结构示意图；

图3示出了图2的测试装置的蚀刻箱的内部结构示意图；

图4示出了图2的测试装置的主视图；

图5示出了图2的测试装置的俯视图；

图6示出了图2的测试装置的侧视图；

图7示出了图2的测试装置中安装有试样薄板和标样薄板的转接结构的结构示意图；

图8示出了本发明的实施例提供的试样薄板的结构示意图；

图9示出了图8的试样薄板的A-A剖视图；

图10示出了本发明的实施例提供的标样薄板的结构示意图；

图11示出了图8的标样薄板的B-B剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、框架主体；2、上支撑板；3、显示屏组件；4、旋紧组件；5、转接板；6、下支撑板；7、蚀刻箱；8、电机；9、导轨；10、试样薄板；11、转接座；12、激光位移传感器；13、滑动座；14、安装座；15、耐蚀组件；16、标样薄板；17、蚀刻位置；18、蚀刻液面；19、第一防蚀刻膜；20、标样薄板固定孔；21、蚀刻孔位；211、第一蚀刻孔位；212、第二蚀刻孔位；213、第三蚀刻孔位；214、第四蚀刻孔位；215、第五蚀刻孔位；22、第二防蚀刻膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，包括：S1：沿试样薄板10的长度方向间隔切割出多个平行于试样薄板10宽度方向的翅片，每个翅片的长度相同且均小于试样薄板10的宽度，在沿试样薄板10的宽度方向上设置对应多个翅片的蚀刻位置17；S2：选取材质与试样薄板10相同的标样薄板16，在标样薄板16厚度方向上的一侧加工多个蚀刻孔位21，蚀刻孔位21内的底面为蚀刻面，多个蚀刻孔位21的蚀刻面距离标样薄板16表面的距离各不相同；S3：将试样薄板10的蚀刻位置17和标样薄板16的多个蚀刻孔位21同时浸入蚀刻液中，蚀刻液对蚀刻位置17和多个蚀刻孔位21同步蚀刻，蚀刻位置17的被蚀刻深度和蚀刻孔的被蚀刻深度成正比，计算并记录每一个蚀刻孔位21沿标样薄板16的厚度方向贯穿标样薄板16时蚀刻位置17的被蚀刻深度以及多个翅片的弯曲情况，以得出试样薄板10残余应力在宽度上分布的均匀性及厚度上的分布梯度。

在本实施例中，由于标样薄板16和试样薄板10的材质相同，蚀刻液对标样薄板16和试样薄板10起到的蚀刻效果也相同，故蚀刻液对标样薄板16和试样薄板10的蚀刻深度也相同或成正比。将试样薄板10和标样薄板16进入蚀刻液后，蚀刻液同时对蚀刻位置17处的多个翅片部分以及多个蚀刻孔位21处的标样薄板16进行蚀刻，由于多个蚀刻孔位21距离标样薄板16的表面距离各不相同，多个蚀刻孔位21的穿透标样薄板16的时间也不同，每有一个蚀刻孔位21穿透标样薄板16，操作人员便记录该蚀刻孔位21的被蚀刻深度，通过该蚀刻孔位21的被蚀刻深度即可计算得到多个翅片在蚀刻位置17的被蚀刻深度，同时记录多个翅片在此时的弯曲情况，直至所有蚀刻孔位21均穿透标样薄板16，操作人员记录多组不同翅片在不同蚀刻深度下的弯曲情况，以得到试样薄板10残余应力在宽度方向上和厚度方向上的分布情况。这样设置，便于对薄板残余应力分布情况的评价表征，避免了现有技术中常采用的局部取样测试分析或X射线法等无损检测技术难以反映出残余应力在薄板宽度方向上的分布的均匀性以及在厚度方向上分布的梯度性的情况。

其中，本实施例中的蚀刻位置17主要是用于限定蚀刻液对多个翅片的蚀刻位置17，上述描述中的蚀刻位置17的被蚀刻深度可以理解为，未被蚀刻时的蚀刻位置17处的翅片表面距离蚀刻后的蚀刻位置17处的翅片表面的距离，也可以理解为蚀刻液对翅片的蚀刻深度或翅片被蚀刻液蚀刻的被蚀刻深度。蚀刻孔位21同理，蚀刻孔位21主要是用于限定蚀刻液对标样薄板16的蚀刻位置17，即蚀刻面在标样薄板16厚度方向上的起始位置，其中，多个蚀刻孔位21位于标样薄板16的同一侧，蚀刻孔位21距离标样薄板16表面的距离可以理解为，蚀刻面距离标样薄板16沿厚度方向上的另一侧表面的距离，当然也包含蚀刻面直接落在标样薄板16表面的情况，这样设置，使得多个蚀刻孔位21贯穿标样薄板16所需蚀刻深度不同，便于对应并得到多个被蚀刻深度不同的蚀刻位置17下的多个翅片的弯曲情况。

具体地，S1还包括：在试样薄板10外表面粘贴第一防蚀刻膜19，每个翅片的第一防蚀刻膜19上均预留出沿试样薄板10宽度方向延伸的条形避让口，多个条形避让口沿试样薄板10的宽度方向顺次设置并形成蚀刻位置17，记录条形避让口的尺寸。

在本实施例中，通过第一防蚀刻膜19实现对蚀刻位置17的设置，试样薄板10被第一防蚀刻膜19包覆的部分不会被蚀刻液蚀刻，只有从多个条形避让口裸露出的多个翅片的部分位置会被蚀刻，以保证对多个翅片的蚀刻效果以及对多个翅片在不同蚀刻深度下的弯曲情况的记录的可靠性。需要说明的是，多个条形避让口的位置，即蚀刻位置17可根据实际情况进行调整，在本实施例中，蚀刻位置17位于多个翅片的中间位置，而在其他未示出图的实施例中，翅片具有固定端和活动端，蚀刻位置17还可设置在多个翅片的固定端处，在此不一一举例。

进一步地，S2还包括：在标样薄板16厚度方向上的一侧粘贴第二防蚀刻膜22，采用铣削设备在标样薄板16贴有第二防蚀刻膜22的一侧钻取多个深度不同的盲孔，多个盲孔形成多个蚀刻孔位21；其中，盲孔的深度为d0，标样薄板16的厚度为d1，第二防蚀刻膜22的厚度为d2，d2≤d0＜（d1+d2）。

在本实施例中，通过第二防蚀刻膜22实现对蚀刻孔位21的设置，标样薄板16被第二防蚀刻膜22包覆的一侧不会被蚀刻液蚀刻，只有从盲孔裸露出的标样薄板16处的蚀刻面会被蚀刻液蚀刻，以保证对多个蚀刻孔位21的蚀刻面的蚀刻效果以及对多个翅片在不同蚀刻深度下的弯曲情况的记录的可靠性。其中，铣削设备包括精雕机等设备，其从粘贴有第二防蚀刻膜22的标样薄板16的一侧对第二防蚀刻膜22和标样薄板16进行加工以形成盲孔，对盲孔的深度进行限定，避免在d2＞d0时，蚀刻液无法穿透第二防蚀刻膜22对标样薄板16进行蚀刻，导致该蚀刻孔位21无法被记录为评价残余应力分布依据的情况，同时也避免d0=（d1+d2）时盲孔被直接打通，该蚀刻孔位21同样无法被记录为评价残余应力分布依据的情况，保证数据分布的可靠性和对残余应力分布评价的可靠性。

在本实施例中，S3还包括：蚀刻液通过蚀刻位置17对试样薄板10的一侧进行蚀刻；蚀刻液通过多个蚀刻孔位21对标样薄板16的一侧进行蚀刻，同时对标样薄板16背离蚀刻孔位21的一侧进行蚀刻。由于第一防蚀刻膜19的设置，蚀刻液只会对蚀刻位置17处的多个翅片进行蚀刻，但由于第二防蚀刻膜22设置在标样薄板16的一侧，蚀刻液会同时对标样薄板16一侧的多个蚀刻孔位21以及标样薄板16的另一侧进行蚀刻，即蚀刻液对标样薄板16的蚀刻速度为v1，蚀刻液对试样薄板10的蚀刻速度为v2，v1=2v2。

可以理解的是，对标样薄板16的防蚀刻膜的粘贴以及蚀刻速度可根据实际情况调节。比如，在其他未示出图的实施例中，标样薄板16的另一侧同样可以粘贴第二防蚀刻膜22，使得蚀刻液对标样薄板16、试样薄板10的蚀刻速度相同。但这样设置，不利于操作人员观察蚀刻孔位21贯穿标样薄板16，操作人员可根据实际情况设置能够便于观测的防蚀刻膜或结构等。或，在另一其他未示出图的实施例中，标样薄板16的两侧均粘贴有第二防蚀刻膜22且两侧对称设置有两组蚀刻孔位21。在此不一一举例。

具体地，S3还包括：在第一次出现某一个蚀刻孔位21贯穿标样薄板16时，记录其穿透标样薄板16的被蚀刻深度a0，并计算得到蚀刻液通过蚀刻位置17对试样薄板10的被蚀刻深度为a0/2，同时记录此时多个翅片的弯曲情况；每出现一个新的蚀刻孔位21贯穿标样薄板16时对应重复一次以上步骤，直至所有蚀刻孔位21均贯穿标样薄板16。这样设置，以便于得到多个翅片在每一个不同蚀刻深度下的弯曲情况，以便于得到所述试样薄板10残余应力在宽度上分布均匀性及厚度上分布梯度。

在本实施例中，标样薄板16和试样薄板10的厚度相同，蚀刻孔位21包括第一蚀刻孔位211、第二蚀刻孔位212、第三蚀刻孔位213、第四蚀刻孔位214和第五蚀刻孔位215，形成第一蚀刻孔位211的盲孔仅穿过第二防蚀刻膜22；形成第二蚀刻孔位212的盲孔钻取进标样薄板16厚度的20%，形成第三蚀刻孔位213的盲孔钻取进标样薄板16厚度的40%，形成第四蚀刻孔位214的盲孔钻取进标样薄板16厚度的80%。

当第一蚀刻孔位211蚀刻穿孔（穿透标样薄板16）时，表明试样薄板10的被蚀刻深度达到试样薄板10厚度的50%，当第二蚀刻孔位212蚀刻穿孔时，表明试样薄板10的被蚀刻深度达到试样薄板10厚度的40%，当第三蚀刻孔位213蚀刻穿孔时，表明试样薄板10的被蚀刻深度达到试样薄板10厚度的30%，当第四蚀刻孔位214蚀刻穿孔时，表明试样薄板10的被蚀刻深度达到试样薄板10厚度的20%，当第五蚀刻孔位215蚀刻穿孔时，表明试样薄板10的被蚀刻深度达到试样薄板10厚度的10%。第五蚀刻孔位215、第四蚀刻孔位214、第三蚀刻孔位213、第二蚀刻孔位212和第一蚀刻孔位211随着蚀刻时长依次穿透标样薄板16，操作人员按照穿透顺序依次记录试样薄板10在被蚀刻10%深度、20%深度、30%深度、40%深度、50%深度时各翅片的翘曲变形量。并根据记录的数据，获得试样薄板10全宽度范围内，残余应力在板材厚度上的分布梯度。

其中，对试样薄板10的被蚀刻深度的梯度分布可根据实际情况调整，即，分布不限于本实施例中的10%深度、20%深度、30%深度、40%深度、50%深度。比如，可以通过调整试样薄板10和标样薄板16的厚度比例、调节形成多个蚀刻孔位21的盲孔的钻取深度梯度等方式，以调节试样薄板10的被蚀刻深度的梯度分布，在此不一一举例。

进一步地，S2还包括：在选取标样薄板16时，试样薄板10的厚度为d3，蚀刻孔位21的蚀刻面贯穿标样薄板16所需的最大深度为d1，d1≤2d3。在本实施例中，通过对d1和d3的限制，避免出现某一蚀刻孔位21在未贯穿标样薄板16前，翅片就被蚀刻断开的情况。

在本实施例中，S3还包括：在对试样薄板10进行蚀刻前，对试样薄板10未加工翅片的一侧进行固定，并为多个翅片在标样薄板16的厚度方向上预留弯曲空间；在对标样薄板16进行蚀刻前，对标样薄板16未加工蚀刻孔位21的一侧进行固定。这样设置，有利于多个翅片在不同蚀刻深度时的弯曲，避免翅片的弯曲被止挡导致对残余应力的分布评价出错的情况。另一方面，对标样薄板16进行固定，避免标样薄板16在蚀刻过程中出现移动、转动或贴合在某一位置，导致操作人员无法观察到蚀刻孔位21是否贯穿标样薄板16，或对蚀刻孔位21贯穿标样薄板16的观察不及时，进而导致对残余应力的分布评价出错的情况，保证对试样薄板10的弯曲记录的可靠性以及对标样薄板16观测的可靠性。

如图2至图11所示，本发明的另一实施例提供了一种测试装置，测试装置采用上述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，测试装置包括：支撑框架；蚀刻箱7，设置在支撑框架内，蚀刻箱7用于放置蚀刻液；转接结构，设置在支撑框架上，试样薄板10和标样薄板16均设置在转接结构上，蚀刻位置17和多个蚀刻孔位21均位于蚀刻箱7内；变形采集组件，可移动地设置在支撑框架上，以记录试样薄板10的多个翅片的变形情况。这样设置，便于对试样薄板10和标样薄板16的设置和蚀刻，同时便于对多个翅片变形情况的采集。

具体地，转接结构包括旋紧组件4、转接板5、安装座14、和耐蚀组件15，支撑框架具有位于蚀刻箱7上方的安装口，转接板5的一端穿过安装口并穿设在蚀刻箱7内，转接板5的另一端通过旋紧组件4与安装口所在的支撑框架的平面连接，安装座14设置在转接板5穿入蚀刻箱7内的一端且具有插接槽，试样薄板10不包含翅片的部分穿设在插接槽内并通过耐蚀组件15固定，试样薄板10与转接板5间隔，标样薄板16通过耐蚀组件15固定在安装座14上，标样薄板16向下延伸且多个蚀刻孔位21在竖直方向上均避让安装座14和/或转接板5。

在本实施例中，转接板5为倒L型板，其挂设置在安装口上并通过旋紧组件4固定，安装座14设置在转接板5伸入蚀刻箱7一端的侧壁上，多个翅片凸出插接槽且插接槽和转接板5在水平方向上间隔，避免转接板5会阻碍多个翅片的弯曲的情况，试样薄板10插接在插接槽内并通过耐蚀组件15压紧，以避免试样薄板10窜动，标样薄板16同样通过耐蚀组件15压装在安装座14上，多个蚀刻孔位21在竖直方向上均避让安装座14和/或转接板5，以便于操作人员观测蚀刻孔位21是否贯穿标样薄板16。

其中，旋紧组件4为多个旋紧螺栓，安装口的一侧开设有多个螺纹孔，多个旋紧螺栓穿过转接板5的横板并和多个螺纹孔螺纹连接，以便于对转接板5的压紧固定。耐蚀组件15为耐蚀螺栓，其对试样薄板10和标样薄板16的限定均为螺栓压紧，其具有一定的耐蚀性，避免其被蚀刻液腐蚀导致对标样薄板16、试样薄板10的压紧失效的情况。在本实施例中，标样薄板16具有标样薄板固定孔20，耐蚀螺栓穿过标样薄板固定孔20并将标样薄板16压紧在安装座14上。可以理解的是，对试样薄板10和标样薄板16的安装不仅限于上述实施例，其余能够实现上述效果的结构均可，在此不一一举例。

进一步地，变形采集组件包括线性模组和设置在线性模组上的激光位移传感器12，线性模组包括导轨9和可移动地设置在导轨9上的滑动座13，导轨9的延伸方向平行于试样薄板10的长度方向，激光位移传感器12设置在滑动座13上，导轨9设置在支撑框架的顶部，激光位移传感器12位于蚀刻位置17以及蚀刻箱7和/或蚀刻液的蚀刻液面18上方，以检测多个翅片的弯曲情况。这样设置，便于激光位移传感器的移动，以保证其对多个翅片的监测效果。其中，激光位移传感器12位于蚀刻位置17以及蚀刻箱7和/或蚀刻液的蚀刻液面18上方，以保证激光位移传感器12监测的可靠性。其中，线性模组还包括电机8，变形采集组件还包括转接座11，电机8用于驱动滑动座13沿导轨9的延伸方向运动，转接座11用于转接滑动座13和激光位移传感器12，以避免激光位移传感器12难以安装在滑动座13上的情况。

在本实施例中，测试装置还包括显示屏组件3，支撑框架包括框架主体1和分别设置在框架主体1顶部、底部的上支撑板2、下支撑板6，显示屏组件3设置在上支撑板2上并和变形采集组件电连接，以显示变形采集组件收集的试样薄板10的变形量以及残余应力，蚀刻箱7设置在下支撑板6上并位于框架主体1内，转接结构设置在上支撑板2上。这样设置，便于操作人员直观地观测试样薄板10的残余应力在宽度方向以及厚度方向上的分布情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

Claims (11)

1.一种基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，包括：

S1：沿试样薄板（10）的长度方向间隔切割出多个平行于所述试样薄板（10）宽度方向的翅片，每个翅片的长度相同且均小于所述试样薄板（10）的宽度，在沿所述试样薄板（10）的宽度方向上设置对应多个所述翅片的蚀刻位置（17）；

S2：选取材质与所述试样薄板（10）相同的标样薄板（16），在所述标样薄板（16）厚度方向上的一侧加工多个蚀刻孔位（21），所述蚀刻孔位（21）内的底面为蚀刻面，多个所述蚀刻孔位（21）的蚀刻面距离所述标样薄板（16）表面的距离各不相同；

S3：将所述试样薄板（10）的蚀刻位置（17）和所述标样薄板（16）的多个蚀刻孔位（21）同时浸入蚀刻液中，蚀刻液对所述蚀刻位置（17）和多个所述蚀刻孔位（21）同步蚀刻，所述蚀刻位置（17）的被蚀刻深度和所述蚀刻孔的被蚀刻深度成正比，计算并记录每一个所述蚀刻孔位（21）沿所述标样薄板（16）的厚度方向贯穿所述标样薄板（16）时所述蚀刻位置（17）的被蚀刻深度以及多个所述翅片的弯曲情况，以得出所述试样薄板（10）残余应力在宽度上分布的均匀性及厚度上的分布梯度。

2.根据权利要求1所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S1还包括：

在所述试样薄板（10）外表面粘贴第一防蚀刻膜（19），每个所述翅片的所述第一防蚀刻膜（19）上均预留出沿所述试样薄板（10）宽度方向延伸的条形避让口，多个所述条形避让口沿所述试样薄板（10）的宽度方向顺次设置并形成所述蚀刻位置（17），记录所述条形避让口的尺寸。

3.根据权利要求1所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S2还包括：

在所述标样薄板（16）厚度方向上的一侧粘贴第二防蚀刻膜（22），采用铣削设备在所述标样薄板（16）贴有所述第二防蚀刻膜（22）的一侧钻取多个深度不同的盲孔，多个所述盲孔形成多个所述蚀刻孔位（21）；其中，所述盲孔的深度为d0，所述标样薄板（16）的厚度为d1，所述第二防蚀刻膜（22）的厚度为d2，d2≤d0＜（d1+d2）。

4.根据权利要求1所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S3还包括：

蚀刻液通过所述蚀刻位置（17）对所述试样薄板（10）的一侧进行蚀刻；

蚀刻液通过多个所述蚀刻孔位（21）对所述标样薄板（16）的一侧进行蚀刻，同时对所述标样薄板（16）背离所述蚀刻孔位（21）的一侧进行蚀刻。

5.根据权利要求4所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S3还包括：

在第一次出现某一个所述蚀刻孔位（21）贯穿所述标样薄板（16）时，记录其穿透所述标样薄板（16）的被蚀刻深度a0，并计算得到蚀刻液通过所述蚀刻位置（17）对所述试样薄板（10）的被蚀刻深度为a0/2，同时记录此时多个所述翅片的弯曲情况；每出现一个新的所述蚀刻孔位（21）贯穿所述标样薄板（16）时对应重复一次以上步骤，直至所有蚀刻孔位（21）均贯穿所述标样薄板（16）。

6.根据权利要求4所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S2还包括：在选取所述标样薄板（16）时，所述试样薄板（10）的厚度为d3，所述蚀刻孔位（21）的蚀刻面贯穿所述标样薄板（16）所需的最大深度为d1，d1≤2d3。

7.根据权利要求1所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，其特征在于，S3还包括：

在对所述试样薄板（10）进行蚀刻前，对所述试样薄板（10）未加工所述翅片的一侧进行固定，并为多个所述翅片在所述标样薄板（16）的厚度方向上预留弯曲空间；

在对所述标样薄板（16）进行蚀刻前，对所述标样薄板（16）未加工所述蚀刻孔位（21）的一侧进行固定。

8.一种测试装置，其特征在于，所述测试装置采用权利要求1至7中任一项所述的基于蚀刻变形评价薄板残余应力的方法，所述测试装置包括：

支撑框架；

蚀刻箱（7），设置在所述支撑框架内，所述蚀刻箱（7）用于放置蚀刻液；

转接结构，设置在所述支撑框架上，所述试样薄板（10）和所述标样薄板（16）均设置在所述转接结构上，所述蚀刻位置（17）和多个所述蚀刻孔位（21）均位于所述蚀刻箱（7）内；

变形采集组件，可移动地设置在所述支撑框架上，以记录所述试样薄板（10）的多个翅片的变形情况。

9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述转接结构包括旋紧组件（4）、转接板（5）、安装座（14）、和耐蚀组件（15），所述支撑框架具有位于所述蚀刻箱（7）上方的安装口，所述转接板（5）的一端穿过所述安装口并穿设在所述蚀刻箱（7）内，所述转接板（5）的另一端通过所述旋紧组件（4）与所述安装口所在的所述支撑框架的平面连接，所述安装座（14）设置在所述转接板（5）穿入所述蚀刻箱（7）内的一端且具有插接槽，所述试样薄板（10）不包含所述翅片的部分穿设在所述插接槽内并通过所述耐蚀组件（15）固定，所述试样薄板（10）与所述转接板（5）间隔，所述标样薄板（16）通过所述耐蚀组件（15）固定在所述安装座（14）上，所述标样薄板（16）向下延伸且多个所述蚀刻孔位（21）在竖直方向上均避让所述安装座（14）和/或所述转接板（5）。

10.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述变形采集组件包括线性模组和设置在所述线性模组上的激光位移传感器（12），所述线性模组包括导轨（9）和可移动地设置在所述导轨（9）上的滑动座（13），所述导轨（9）的延伸方向平行于所述试样薄板（10）的长度方向，所述激光位移传感器（12）设置在所述滑动座（13）上，所述导轨（9）设置在所述支撑框架的顶部，所述激光位移传感器（12）位于所述蚀刻位置（17）以及所述蚀刻箱（7）和/或蚀刻液的蚀刻液面（18）上方，以检测多个所述翅片的弯曲情况。

11.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括显示屏组件（3），所述支撑框架包括框架主体（1）和分别设置在所述框架主体（1）顶部、底部的上支撑板（2）、下支撑板（6），所述显示屏组件（3）设置在所述上支撑板（2）上并和所述变形采集组件电连接，以显示所述变形采集组件收集的所述试样薄板（10）的变形量以及残余应力，所述蚀刻箱（7）设置在所述下支撑板（6）上并位于所述框架主体（1）内，所述转接结构设置在所述上支撑板（2）上。