基于動應(yīng)力判據(jù)的振動時效效果評估分析系統(tǒng).pdf

1、近年來，我國在振動時效的研究和應(yīng)用方面取得了長足的進(jìn)展，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果日益明顯，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。但由于振動時效效果評估困難，尚缺乏方便、快捷、定量的評估方法，這在一定程度上制約了時效技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。本課題基于多年的實踐經(jīng)驗和研究成果，立足于工件振動動應(yīng)力和時效工藝效果之間關(guān)系的探索，從動態(tài)觀點將時效效果的評估與振動工藝過程結(jié)合起來，這不僅回避了傳統(tǒng)振動時效效果評估手段中工件殘余應(yīng)力現(xiàn)場測量困難的問題而且易于實現(xiàn)整個時效過程的

2、自動控制。本文主要介紹了評估分析系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、硬件結(jié)構(gòu)和基于LabVIEW編程環(huán)境下的系統(tǒng)軟件設(shè)計。同時，本文通過現(xiàn)場測評試驗并與傳統(tǒng)的評估手段進(jìn)行比較以完成目標(biāo)系統(tǒng)的可靠性鑒定。 評估系統(tǒng)是基于振動時效效果和工件振動動應(yīng)力之間存在的某種近似的函數(shù)關(guān)系（動應(yīng)力判據(jù)）為基礎(chǔ)，通過對振動過程中工件的動應(yīng)力和加速度的測量分析來達(dá)到時效工藝效果的實時評估的目的。雖然，目前就振動時效效果和振動動應(yīng)力之間的函數(shù)關(guān)系仍然缺乏嚴(yán)格的理論證明，

3、但近十年的推廣應(yīng)用經(jīng)驗說明當(dāng)評估精度要求不太高（≤90％）的場合下，動應(yīng)力判據(jù)完全可以作為振動時效工藝效果的評定標(biāo)準(zhǔn)。本文系統(tǒng)以工控機(jī)和PCL—818數(shù)據(jù)采集卡為核心，除了實現(xiàn)對低弱信號進(jìn)行檢測的傳感電路（動應(yīng)力傳感器和加速度傳感器）和高增益（G≈1000）精密放大電路的設(shè)計外，鑒于測評現(xiàn)場多為大功率機(jī)器，電網(wǎng)電壓起伏較大，系統(tǒng)完成了精密穩(wěn)定的電源電路（±5V，±2．5V）設(shè)計：鑒于工作空間電磁干擾大、噪音高，系統(tǒng)除了實現(xiàn)4階Butte

4、rworth模擬濾波功能外，還通過軟件進(jìn)行10階數(shù)字濾波設(shè)計，以提高系統(tǒng)的信噪比，分離有用信號。同時，本文也利用Protel等EDA工具進(jìn)行系統(tǒng)硬件的仿真分析。系統(tǒng)利用PCL—818卡實現(xiàn)模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換和硬件與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。PCL—818卡最大DMA采樣速率可達(dá)40Khz，12bits的分辨率完全符合實際工業(yè)應(yīng)用要求。系統(tǒng)軟件基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境設(shè)計，其分層模塊化的編程特點可方便地實現(xiàn)采樣通道選擇和參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)的實時處

5、理和良好的用戶界面顯示。同時，為了工藝結(jié)束后的數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)，軟件也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲功能。 本文系統(tǒng)開發(fā)過程是結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行的。雖然，動應(yīng)力判據(jù)可能因為材料原始應(yīng)力水平、加工工藝等的不同而有所差異，但考慮到工業(yè)的大量生產(chǎn)，完全可以通過抽樣進(jìn)行判據(jù)的修正，因而對實際生產(chǎn)應(yīng)有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價值。鑒于該系統(tǒng)目前并未實現(xiàn)與振動部分的結(jié)合，因而尚不能實現(xiàn)整個振動工藝過程的自動控制。但從動態(tài)的觀點進(jìn)行振動工藝的評估分析為實現(xiàn)這一目標(biāo)