[發(fā)明專利]一種基于聲發(fā)射技術(shù)的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)確定系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811050004.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN109182727B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧邦平;王思淇;孫思宇;胡雄;嚴(yán)小蘭;賴金濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于聲發(fā)射技術(shù)的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)確定系統(tǒng)，包括上位機(jī)系統(tǒng)、任意波形發(fā)生卡、功率驅(qū)動(dòng)器、激振器、應(yīng)變傳感器、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、聲發(fā)射傳感器、前置放大器、主放大器、數(shù)據(jù)采集卡、支撐裝置；激振器固定在構(gòu)件表面，構(gòu)件采用具有彈性的支撐裝置進(jìn)行支撐。基于聲發(fā)射技術(shù)的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)確定方法其特征在于：測(cè)試得到構(gòu)件的殘余應(yīng)力；獲取聲發(fā)射信號(hào)的有效值電壓；建立殘余應(yīng)力與聲發(fā)射信號(hào)的有效值電壓之間的定量化函數(shù)表達(dá)式；求解導(dǎo)數(shù)；確定振動(dòng)時(shí)效的工藝參數(shù)。通過本發(fā)明提出的基于聲發(fā)射技術(shù)的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)確定系統(tǒng)及方法，確定的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)，是以微觀尺度的位錯(cuò)作為基礎(chǔ)，有利于獲得理想的振動(dòng)時(shí)效消除殘余應(yīng)力的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)時(shí)效技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于聲發(fā)射技術(shù)的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)確定系統(tǒng)及方法。

技術(shù)背景

振動(dòng)時(shí)效技術(shù)具有處理效果好、處理時(shí)間短、環(huán)境污染小、能耗低、易于現(xiàn)場(chǎng)操作等特點(diǎn)，屬于高效節(jié)能綠色環(huán)保的時(shí)效處理技術(shù)；在二十一世紀(jì)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)具備了取代傳統(tǒng)熱時(shí)效技術(shù)的可能。因此，對(duì)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)開展研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

采用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)消除構(gòu)件加工制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，首先就是需要確定振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的工藝參數(shù)，并且對(duì)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的工藝參數(shù)的確定也是振動(dòng)時(shí)效技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。目前在開展振動(dòng)時(shí)效技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，確定的工藝參數(shù)主要包括激振頻率、激振動(dòng)應(yīng)力以及激振時(shí)間。下面主要闡述激振頻率、激振動(dòng)應(yīng)力以及激振時(shí)間的確定方法。

(1)激振頻率

對(duì)于振動(dòng)時(shí)效激振頻率的確定，主要依據(jù)的是傳統(tǒng)的掃頻法，即首先對(duì)時(shí)效構(gòu)件進(jìn)行掃頻激振處理，找出其在掃頻范圍內(nèi)最大的共振峰，確定構(gòu)件的共振頻率；然后確定構(gòu)件的亞共振區(qū)，在亞共振區(qū)內(nèi)選擇共振峰值的1/3～2/3所對(duì)應(yīng)的頻率為振動(dòng)時(shí)效的激振頻率。

(2)激振動(dòng)應(yīng)力

對(duì)于激振動(dòng)應(yīng)力的確定方法，主要是依據(jù)振動(dòng)時(shí)效的宏觀機(jī)理進(jìn)行展開的，即激振器產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力的幅值與殘余應(yīng)力之和應(yīng)大于時(shí)效構(gòu)件的屈服強(qiáng)度，而動(dòng)應(yīng)力的幅值應(yīng)小于構(gòu)件的疲勞極限；尹河遲、陳立功等學(xué)者提出，對(duì)于時(shí)效構(gòu)件的激振動(dòng)應(yīng)力的取值范圍一般應(yīng)為(抗拉強(qiáng)度-屈服極限)/3～屈服極限/3；何聞等學(xué)者研究高頻振動(dòng)時(shí)效工藝時(shí)，對(duì)于激振動(dòng)應(yīng)力的選取主要依據(jù)的是加速度振級(jí)，但是并未提到加速度振級(jí)的確定方法。上述研究表明，對(duì)于激振動(dòng)應(yīng)力的選取還存在較大的主觀性，主要是依靠經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于時(shí)效構(gòu)件進(jìn)行超聲振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)，主要采用超聲振動(dòng)幅值來表征激振動(dòng)應(yīng)力，但是對(duì)超聲振動(dòng)幅值的確定方法也是主要靠經(jīng)驗(yàn)。

(3)激振時(shí)間

目前在超聲振動(dòng)時(shí)效工藝實(shí)踐應(yīng)用中，通常采用以下兩種方法確定振動(dòng)時(shí)效的激振時(shí)間：①按時(shí)效構(gòu)件的重量；②按時(shí)效構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效處理過程中的振動(dòng)響應(yīng)，當(dāng)加速度曲線出現(xiàn)上升后變平、上升后下降然后變平等現(xiàn)象后在持續(xù)振動(dòng)時(shí)效處理3～5min即可。一般累計(jì)振動(dòng)時(shí)效處理的時(shí)間不應(yīng)超過40min。