超聲振動時效機理分析及實驗研究.pdf

1、經(jīng)過冷熱加工的金屬零件中很容易產(chǎn)生殘余應力和殘余變形。為了消除零件中的殘余應力，目前主要利用自然時效、熱時效來處理零件。但是，自然時效的處理周期長、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對零件進行大批量處理；而熱時效則有能量消耗大、零件處理費用高、容易使零件氧化及因受熱不均勻而產(chǎn)生裂紋，并且在冷卻時易因溫度控制不當而使零件產(chǎn)生新的應力，所以目前很多的機構(gòu)都在研究振動時效。目前研究的振動時效主要是頻率低于200Hz的低頻振動，

2、對于一些小型的結(jié)構(gòu)件而言，其固有頻率很高，當構(gòu)件共振頻率超出低頻激振器的激振頻率范圍時，就無法對構(gòu)件進行有效的振動時效處理。因此，本文致力于使用超聲振動對小型結(jié)構(gòu)件進行應力消除。
　　 本文共六章，主要內(nèi)容如下：
　　 第一章介紹了振動時效的目的和意義以及國內(nèi)外的研究狀況，并針對現(xiàn)有的振動時效多是在低頻范圍內(nèi)的振動，不能對固有頻率較高的小型結(jié)構(gòu)件進行處理的情況，提出使用超聲振動時效的方法，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力的分類和產(chǎn)生原因，闡述了殘余應力的影響和本質(zhì)，對振動時效過程中材料內(nèi)部的位錯運動進行分析并由此解釋其消除殘余應力的原理，進行了實驗可行性分析。
　　 第三章介紹了激振應力、激振頻率、激振時間對振動效果的影響，分析了其參數(shù)值的選擇原則，并介紹了超聲振動時效效果的判定依據(jù)。
　　 第四章介紹了殘余應力的基本測量原理及方法，并根據(jù)本課題所用的實驗桿件對具體的測量方法作了相應改動，針對實驗中的待

4、測信號是很小的直流信號，而載波信號為一較高頻率的交流信號的實際情況，提出并設計一個巴特沃斯有源低通濾波器以濾去這一載波信號、提高信噪比，對測量系統(tǒng)進行優(yōu)化。
　　 第五章搭建了超聲振動系統(tǒng)，并對桿件進行預處理及不同時間的超聲振動時效處理，并用切縫法測量了應力釋放時與應變對應的電壓信號，對所得數(shù)據(jù)進行了分析。并在前述章節(jié)的基礎(chǔ)上，對超聲振動時效消除變長度桿件中的應力的可能性進行了理論分析。
　　 第六章對本課題在實驗中所遇