[發明專利]模態寬頻振動消除應力設備的信號處理方法

有效

• 申請號: 201310320175.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103397173A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 鄭軒
• 申請（專利權）人: 北京翔博科技有限責任公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 路遠

技術領域

本發明涉及一種信號處理方法，特別是涉及一種用于振動時效的信號處理方法。

背景技術

振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內部殘余內應力的方法，是利用機械方法使金屬構件的工件振動，在共振條件下對工件施以循環動應力，使工件內部殘余的內應力和附加的振動應力的矢量和達到超過材料屈服強度的時候，使材料發生微量的塑性變形，從而使材料內部的內應力得以松弛或重新分布而達到尺寸穩定的目的。與熱時效相比，振動時效具有投資少、見效快、運行費用低和有利于環保等優點。

振動時效處理過程中根據工件的物理形態和結構應力特性，需要通過測定激振源產生的眾多振動頻點完成對多振型振動模擬，實現對工件的振動時效，現有的激振器多用于大型工件，對于中小工件而言這種多振型振動模擬尤為困難，現有的激振器對時效振動過程中的信號采集和處理方法無法直接應用。

如圖1所示，存在一種作為模態寬頻振動消除應力設備的寬頻激振器，包括底座、直線電機、工件夾緊裝置和導軌，所述直線電機固定安裝在底座上，所述工件夾緊裝置通過導軌安裝在底座上，所述直線電機的輸出軸固定連接在工件夾緊裝置上，所述直線電機的輸出軸的軸線與導軌平行。工作時首先將工件8固定安裝在工件夾緊裝置3上，然后控制直線電機2的輸出軸以設定的頻率來回運動，從而帶動固定安裝在工件夾緊裝置3上的工件，實現工件8的振動時效處理。

如圖2所示還包括由于控制上述寬頻激振器的由直線電機控制電路、位置傳感器模塊100、實時驅動控制模塊200和集成顯示處理模塊300組成的控制電路。

位置傳感器模塊100，用于采集寬頻激振器50工況時運動部件的狀態信號，調理采集的狀態信號；其中包括光柵尺位移傳感器，用于采集寬頻激振器50的直線電機工況時的位移信號；包括激光位移傳感器，用于采集寬頻激振器50的直線電機工況時夾緊裝置固定的工件的位移信號；

實時驅動控制模塊200，用于依據存儲的時效處理模型和待處理工件的初始化數據，實時進行模態分析及振動數據計算，生成寬頻激振器50的控制數據，轉換為驅動信號輸出至寬頻激振器50的直線電機控制電路；接收傳感器采集的寬頻激振器50的工況數據，參與振動數據的計算，形成修正的控制數據；傳送寬頻激振器50的工況數據至集成顯示處理模塊300；接收集成顯示處理模塊300傳送的振動數據計算過程的控制參數；

集成顯示處理模塊300，用于提供系統間的數據通信端口和人機交互界面，接收并存儲實時驅動控制模塊200發送的寬頻激振器50的工況數據，生成并發送生成并發送模態寬頻振動消除應力控制參數。針對應用于中小工件振動時效的模態寬頻振動消除應力設備需要相適應的信號處理方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種振動時效信號處理方法，解決中小工件在高頻激振源作用下振動時效處理效果較差的技術問題。

本發明模態寬頻振動消除應力設備控制電路的信號處理方法，其特征在于包括以下步驟：

初始化控制電路及直線電機；

控制電路通過傳感器檢測直線電機和工件的時域信號；

控制電路發送第一掃頻信號控制直線電機輸出軸往復運動，同時采集工件的時域信號；

控制電路將采集的時域信號轉換為頻域的模態參數，由上位機進行模態分析；

控制電路根據上位機形成的頻率數據，形成第二掃頻信號，控制直線電機完成振動時效處理。

所述采集的時域信號包括工件的時域位移信號、時域速度信號和時域加速度信號。所述第一掃頻信號為正弦掃頻信號。

所述第一掃頻信號為包含一組頻點的點頻掃描范圍。

所述控制電路發送的第一正弦掃頻信號設定如下：

u′(i)=Acos(fcurrfISR×2π×i)]]>??i=1,...,N