[發(fā)明專利]超聲波應力消除方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510979574.2
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105483360B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 趙夙
• 申請（專利權）人: 沈陽遠大科技園有限公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權代理有限公司11327
• 代理人: 許向彤,陳英俊

1.一種超聲波應力消除方法，包括如下步驟：

超聲波換能器連接到導波桿，導波桿固定連接到被處理構件，其中，順序連接的超聲波換能器、導波桿、被處理構件組成振動系統(tǒng)；

超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率掃描，選擇出距離超聲波換能器的共振頻率最近的且振幅最高的振動系統(tǒng)共振頻率作為激振頻率，對被處理構件進行超聲波激振處理；

對振動系統(tǒng)進行頻率跟蹤，維持振動系統(tǒng)的共振狀態(tài)；

對超聲波驅(qū)動電源輸出的激振頻率進行調(diào)頻，由此激發(fā)與該振動系統(tǒng)共振頻率所對應的模態(tài)有耦合關系的至少一個共振模態(tài)，實現(xiàn)多個共振模態(tài)同時激振，

其中，該方法還包括：在導波桿的徑向上開出多個用于機械濾波的通孔，防止被處理構件中的振動反射回超聲波換能器對超聲波換能器造成損傷。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率掃描進一步包括：超聲波驅(qū)動電源在超聲波換能器的共振頻率附近進行頻率掃描，找到一個或多個振動系統(tǒng)共振頻率；將超聲波驅(qū)動電源輸出的激振頻率設置為高于所找到的振動系統(tǒng)共振頻率的0％-10％的頻率，從而進行亞共振激勵。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，對振動系統(tǒng)進行頻率跟蹤進一步包括：實時檢測超聲波驅(qū)動電源的電流和電壓，通過調(diào)整激振頻率來保證電流與電壓間的相位差保持不變，從而維持振動系統(tǒng)的共振狀態(tài)。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，對超聲波驅(qū)動電源輸出的激振頻率進行調(diào)頻進一步包括：在激振頻率的正負10-500Hz的范圍內(nèi)往復掃描，掃描速度為每秒1-1000次。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，導波桿的長度方向的共振頻率與所選超聲波換能器的共振頻率相同。

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，

如果被處理構件是一個，則該被處理構件固定連接到導波桿；

如果被處理構件是多個，則多個被處理構件固定連接到激振底座，激振底座固定連接到導波桿。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，激振底座在各個方向上開有并列的多個通孔，通過控制孔徑和孔間距來調(diào)節(jié)激振底座的共振頻率的分布。

8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，激振底座上設置有用于固定被處理構件的夾緊機構。

9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，

如果被處理構件是一個，則該被處理構件被放置在柔性墊層上；

如果被處理構件是多個，則多個被處理構件固定連接到激振底座，激振底座被放置在柔性墊層上。

10.一種超聲波應力消除系統(tǒng)，包括：

順序連接的超聲波驅(qū)動電源、超聲波換能器、導波桿、被處理構件，其中，超聲波換能器、導波桿、被處理構件組成振動系統(tǒng)，其特征在于，

超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率掃描，選擇出距離超聲波換能器的共振頻率最近的且振幅最高的振動系統(tǒng)共振頻率作為激振頻率，對被處理構件進行超聲波激振處理；

超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率跟蹤，維持振動系統(tǒng)的共振狀態(tài)；

超聲波驅(qū)動電源對輸出的激振頻率進行調(diào)頻，由此激發(fā)與該振動系統(tǒng)共振頻率所對應的模態(tài)有耦合關系的至少一個共振模態(tài)，實現(xiàn)多個共振模態(tài)同時激振；

導波桿固定連接到被處理構件，

其中，導波桿在徑向上開有多個用于機械濾波、防止被處理構件中的振動反射回超聲波換能器對超聲波換能器造成損傷的通孔。

11.一種超聲波應力消除系統(tǒng)，包括：

順序連接的超聲波驅(qū)動電源、超聲波換能器、導波桿、激振底座、多個被處理構件，其中，超聲波換能器、導波桿、激振底座、多個被處理構件組成振動系統(tǒng)，其特征在于，

超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率掃描，選擇出距離超聲波換能器的共振頻率最近的且振幅最高的振動系統(tǒng)共振頻率作為激振頻率，對被處理構件進行超聲波激振處理；

超聲波驅(qū)動電源對振動系統(tǒng)進行頻率跟蹤，維持振動系統(tǒng)的共振狀態(tài)；

超聲波驅(qū)動電源對輸出的激振頻率進行調(diào)頻，由此激發(fā)與該振動系統(tǒng)共振頻率所對應的模態(tài)有耦合關系的至少一個共振模態(tài)，實現(xiàn)多個共振模態(tài)同時激振；

導波桿固定連接到激振底座，被處理構件固定連接到激振底座，

其中，導波桿在徑向上開有多個用于機械濾波、防止被處理構件中的振動反射回超聲波換能器對超聲波換能器造成損傷的通孔。