1.一種由工件形成曲面結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括:
提供包括第一側(cè)和第二側(cè)的所述工件,所述工件具有大約2英寸或更小的厚度;
將所述工件定位在定位器上,使得所述工件的第一側(cè)可接近深滾壓工具;
利用所述深滾壓工具向所述工件的第一側(cè)施加壓縮力;
相對(duì)于所述工件移動(dòng)所述深滾壓工具同時(shí)連續(xù)施加所述壓縮力,以向所述工件的第一部分引入塑性形變;
調(diào)節(jié)所述深滾壓工具以接觸所述工件的第二部分并相對(duì)于所述工件移動(dòng)所述深滾壓工具,以向所述工件的第二部分引入塑性形變;和
調(diào)節(jié)所述深滾壓工具以向所述工件的一個(gè)或多個(gè)額外的部分引入塑性形變,以向所述工件的第一側(cè)引入凸的曲面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述凸的曲面具有從大約1英寸至大約300英尺的半徑;和
其中所述深滾壓工具包括具有0.05英寸至1英寸的直徑的球面球或一個(gè)或多個(gè)圓柱體,每個(gè)圓柱體具有0.1英寸直徑乘0.25英寸長(zhǎng)度至3.0英寸直徑乘12英寸長(zhǎng)度的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述工件的第一部分、第二部分和額外的部分每個(gè)包括(a)鄰近的線段和(b)所述工件的第一側(cè)上的正方形或矩形區(qū)域中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中由所述深滾壓工具施加至所述工件的部分的壓縮力的量的范圍為從0.1ksi至30ksi;和
其中由所述深滾壓工具引入的所述塑性形變包括位于所述工件的表面處或靠近所述工件的表面處的殘余壓應(yīng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中相對(duì)于所述工件移動(dòng)所述深滾壓工具包括以0.01英寸/秒至10英寸/秒的速率移動(dòng)所述深滾壓工具;和
其中相對(duì)于所述工件移動(dòng)所述深滾壓工具以向所述工件的第一部分、第二部分或一個(gè)或多個(gè)額外的部分引入塑性形變包括在所述工件的相同部分之上移動(dòng)所述深滾壓工具1次至10次。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在由所述深滾壓工具引入塑性形變之后所述曲面結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的表面粗糙度等于或小于在由所述深滾壓工具引入塑性形變之前所述工件的第一側(cè)的表面粗糙度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述工件包括金屬或復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中由所述深滾壓工具施加以向所述工件的第一部分引入塑性形變的力的量變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括:
利用第二深滾壓工具向所述工件的第二側(cè)施加另一壓縮力,以向所述工件的第二側(cè)的部分引入塑性形變;和
其中當(dāng)所述壓縮力被施加至第一側(cè)時(shí),向第二側(cè)施加所述另一壓縮力同時(shí)發(fā)生。
10.一種在交通工具上使用的結(jié)構(gòu),其包括:
具有2英寸或更小的厚度、1英尺或更大的長(zhǎng)度、和0.5英尺或更大的寬度的板;和
包括凸的曲面的所述板的第一側(cè),所述凸的曲面具有從大約1英寸至大約300英尺的半徑,其中在所述第一側(cè)上的所述凸的曲面通過(guò)深滾壓過(guò)程引入;
和其中包括所述凸的曲面的所述板的第一側(cè)進(jìn)一步包括小于或等于表面粗糙度值Ra1的表面粗糙度值Ra2,其中Ra1是在所述深滾壓過(guò)程之前所述板的表面粗糙度和Ra2是在深滾壓之后的所述表面粗糙度值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的板,其中殘余應(yīng)力在距所述板的表面0.02英寸的深度處為大于大約-10ksi和大約-20ksi之間。
12.一種由工件形成曲面結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),其包括:
定位所述工件的定位器;
包括工具元件的第一深滾壓工具,其能夠向所述工件的第一側(cè)施加0.1ksi至30ksi的壓縮力;和
連接至所述第一深滾壓工具的第一計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)床,
其中所述第一CNC機(jī)床控制所述第一深滾壓工具相對(duì)于所述工件以0.01英寸/秒至10英寸/秒的速率移動(dòng),和
其中所述第一CNC機(jī)床控制由所述第一深滾壓工具向所述工件的第一側(cè)引入曲面,所述曲面具有大約1英寸至大約300英尺的半徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括第二深滾壓工具和第二CNC機(jī)床,其中所述第二深滾壓工具被定位以向所述工件的第二側(cè)施加第二壓縮力;和
其中當(dāng)所述第二深滾壓工具向所述工件的第二側(cè)施加所述第二壓縮力時(shí),所述第一深滾壓工具可以同時(shí)向所述工件的第一側(cè)施加所述第一壓縮力。