超聲振動(dòng)時(shí)效機(jī)理分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、經(jīng)過冷熱加工的金屬零件中很容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形。為了消除零件中的殘余應(yīng)力，目前主要利用自然時(shí)效、熱時(shí)效來處理零件。但是，自然時(shí)效的處理周期長、零件的存放等也需要占用較大的面積并且這種方法不適應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行大批量處理；而熱時(shí)效則有能量消耗大、零件處理費(fèi)用高、容易使零件氧化及因受熱不均勻而產(chǎn)生裂紋，并且在冷卻時(shí)易因溫度控制不當(dāng)而使零件產(chǎn)生新的應(yīng)力，所以目前很多的機(jī)構(gòu)都在研究振動(dòng)時(shí)效。目前研究的振動(dòng)時(shí)效主要是頻率低于200Hz的低頻振動(dòng)，

2、對(duì)于一些小型的結(jié)構(gòu)件而言，其固有頻率很高，當(dāng)構(gòu)件共振頻率超出低頻激振器的激振頻率范圍時(shí)，就無法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行有效的振動(dòng)時(shí)效處理。因此，本文致力于使用超聲振動(dòng)對(duì)小型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力消除。
　　 本文共六章，主要內(nèi)容如下：
　　 第一章介紹了振動(dòng)時(shí)效的目的和意義以及國內(nèi)外的研究狀況，并針對(duì)現(xiàn)有的振動(dòng)時(shí)效多是在低頻范圍內(nèi)的振動(dòng)，不能對(duì)固有頻率較高的小型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行處理的情況，提出使用超聲振動(dòng)時(shí)效的方法，并提出本課題的研究內(nèi)容和方法。<

3、br>　　 第二章介紹了殘余應(yīng)力的分類和產(chǎn)生原因，闡述了殘余應(yīng)力的影響和本質(zhì)，對(duì)振動(dòng)時(shí)效過程中材料內(nèi)部的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析并由此解釋其消除殘余應(yīng)力的原理，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)可行性分析。
　　 第三章介紹了激振應(yīng)力、激振頻率、激振時(shí)間對(duì)振動(dòng)效果的影響，分析了其參數(shù)值的選擇原則，并介紹了超聲振動(dòng)時(shí)效效果的判定依據(jù)。
　　 第四章介紹了殘余應(yīng)力的基本測(cè)量原理及方法，并根據(jù)本課題所用的實(shí)驗(yàn)桿件對(duì)具體的測(cè)量方法作了相應(yīng)改動(dòng)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的待

4、測(cè)信號(hào)是很小的直流信號(hào)，而載波信號(hào)為一較高頻率的交流信號(hào)的實(shí)際情況，提出并設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃斯有源低通濾波器以濾去這一載波信號(hào)、提高信噪比，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
　　 第五章搭建了超聲振動(dòng)系統(tǒng)，并對(duì)桿件進(jìn)行預(yù)處理及不同時(shí)間的超聲振動(dòng)時(shí)效處理，并用切縫法測(cè)量了應(yīng)力釋放時(shí)與應(yīng)變對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。并在前述章節(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)超聲振動(dòng)時(shí)效消除變長度桿件中的應(yīng)力的可能性進(jìn)行了理論分析。
　　 第六章對(duì)本課題在實(shí)驗(yàn)中所遇