[發(fā)明專(zhuān)利]一種多模態(tài)寬頻振動(dòng)消除應(yīng)力方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210132482.0
• 申請(qǐng)日: 2022-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114317941A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙武;蒲鴿;陳洪新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都武航聯(lián)創(chuàng)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21D10/00
• 分類(lèi)號(hào): C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 深圳市廣諾專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 44611
• 代理人: 李享

1.多模態(tài)寬頻振動(dòng)消除應(yīng)力方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1，采集工件加速度信號(hào)，通過(guò)第一加速度傳感器、第二加速度傳感器和第三加速度傳感器分別采集工件的XY面加速度信號(hào)、YZ面加速度信號(hào)和XZ面加速度信號(hào)；

S2，采集工件位移信號(hào)，通過(guò)第一位移傳感器、第二位移傳感器和第三位移傳感器分別采集所述工件的XY面位移信號(hào)、YZ面位移信號(hào)和XZ面位移信號(hào)；

S3，振動(dòng)時(shí)效處理，利用所述工件的XY面加速度信號(hào)、YZ面加速度信號(hào)和XZ面加速度信號(hào)，及XY面位移信號(hào)、YZ面位移信號(hào)和XZ面位移信號(hào)，進(jìn)行小波頻譜分析，得出所述工件XY面、YZ面和XZ面的多模態(tài)頻率，并在每個(gè)面選擇多個(gè)能量因子峰值頻率，進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述振動(dòng)時(shí)效處理包括在頻譜時(shí)效模式進(jìn)行小波頻譜分析，用小波變換尺度可提高頻率分辨率，也可通過(guò)調(diào)整采樣頻率提高頻譜檢測(cè)準(zhǔn)確度，因此可通過(guò)變化尺度和調(diào)整中心頻率的方法，找到適應(yīng)信號(hào)的最佳小波濾波器，可以有效的濾除噪聲及其它諧波干擾；通過(guò)S1及S2可檢測(cè)所述工件的XY面、YZ面、XZ面三個(gè)面的振動(dòng)狀態(tài)，選擇多個(gè)能量因子相對(duì)較大的峰值頻率進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，通過(guò)激振器對(duì)所述工件施加外力，當(dāng)施加的周期性外力的頻率與所述工件的固有頻率相符時(shí)，所述工件產(chǎn)生共振，記錄所有能產(chǎn)生共振的固有頻率，并與殘余應(yīng)力進(jìn)行疊加，降低多維分布的殘余應(yīng)力。

3.多模態(tài)寬頻振動(dòng)消除應(yīng)力系統(tǒng)，其特征在于，包括：加速度信號(hào)調(diào)理模塊、位移信號(hào)調(diào)理模塊、速度信號(hào)調(diào)理模塊、電流信號(hào)調(diào)理模塊、PCI數(shù)據(jù)采集卡、控制單元及激振器；

所述加速度信號(hào)調(diào)理模塊包括用于分別采集工件的XY面加速度信號(hào)、YZ面加速度信號(hào)和XZ面加速度信號(hào)的第一加速度傳感器、第二加速度傳感器及第三加速度傳感器；

所述位移信號(hào)調(diào)理模塊包括用于分別采集所述工件的XY面位移信號(hào)、YZ面位移信號(hào)和XZ面位移信號(hào)第一位移傳感器、第二位移傳感器及第三位移傳感器；

所述控制單元包括上位機(jī)工控機(jī)、下位機(jī)微控制器、通信模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)和大功率模塊及電源濾波。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI數(shù)據(jù)采集卡，根據(jù)所述工件位移信號(hào)計(jì)算所述工件的速度信號(hào)，采集激振器電流信號(hào)，采集激振器工作時(shí)的實(shí)時(shí)電流信號(hào)；在屏幕上顯示所述工件在XY、YZ、XZ三個(gè)面的振動(dòng)速度值、加速度值、位移值及激振器的實(shí)時(shí)電流數(shù)據(jù)。

所述加速度信號(hào)調(diào)理模塊，用于通過(guò)采集工件的加速度信號(hào)，并通過(guò)所述PCI數(shù)據(jù)采集卡傳輸至所述控制單元；

所述位移信號(hào)調(diào)理模塊，用于通過(guò)所述位移傳感器分別采集所述工件各面位移信號(hào)，并通過(guò)所述PCI數(shù)據(jù)采集卡傳輸至所述控制單元；

所述速度信號(hào)調(diào)理模塊，用于采集所述工件的速度信號(hào)；

所述電流信號(hào)調(diào)理模塊，用于采集所述激振器工作時(shí)的實(shí)時(shí)電流信號(hào)；

所述控制單元，用于通過(guò)所述PCI數(shù)據(jù)采集卡獲取所述工件在所述激振器的作用下的振動(dòng)狀態(tài)，利用工件加速度信號(hào)及位移信號(hào)進(jìn)行小波頻譜分析，得出工件多模態(tài)頻率，并在每個(gè)面選擇多個(gè)能量因子相對(duì)較大的峰值頻率，進(jìn)行控制激振器的工作狀態(tài)振動(dòng)時(shí)效處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)通過(guò)PCI數(shù)據(jù)采集卡獲取信號(hào)，所述PCI數(shù)據(jù)采集卡采用并行方式多通道A/D采集模塊設(shè)計(jì)，可獲得加速度信號(hào)、位移信號(hào)、速度信號(hào)和電流信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)通過(guò)通信模塊與所述微控制器信號(hào)連接；所述微控制器，采用AT89C52進(jìn)行RS232串口通信，讀出并顯示激振器的轉(zhuǎn)速，用于控制所述激振器的工作狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：IGBT模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊采用EXB841驅(qū)動(dòng)芯片，所述IGBT大功率模塊采用SKM75GB128D，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與所述控制單元的激振控制端信號(hào)連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與所述IGBT模塊的輸入端信號(hào)連接，所述IGBT模塊的輸出端與所述激振器的輸入端信號(hào)連接以控制所述激振器的工作狀態(tài)。