[發明專利]一種多模態寬頻振動消除應力方法及系統

在審

• 申請號: 202210132482.0
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114317941A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 趙武;蒲鴿;陳洪新
• 申請（專利權）人: 成都武航聯創科技有限公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 深圳市廣諾專利代理事務所(普通合伙) 44611
• 代理人: 李享

本發明公開了多模態寬頻振動消除應力方法及系統，所述方法包括通過3個加速度傳感器和3個位移傳感器，檢測立體工件的XY、YZ、XZ三個面的振動狀態進行模態分析，在頻譜時效模式下，通過小波變換方式頻譜分析出立體工件的XY、YZ、XZ三個面的多模態峰值頻率，系統在立體工件的XY、YZ、XZ三個面各優選出能量因子比較大的多階模態頻率進行時效處理，由微控制器控制輸出，保障激振器對立體工件的XY、YZ、XZ三個面的劇烈多振型震動傳遞，從而最大化的消除或均化立體工件的殘余應力，故此可保障了整個工件整體尺寸精度穩定性，防止了工件延時變形或產生裂紋。

技術領域

本發明涉及振動時效設備領域，具體涉及多模態寬頻振動消除應力方法及系統。

背景技術

在制造機械零部件和構件過程中，通過焊接、鍛壓、鑄造和熱處理工藝等各種工藝加工時，都會在材料中產生殘余應力。有時殘余應力的峰值會超過材料的屈服極限(如焊接殘余應力)，過大的殘余應力會嚴重影響機械零部件和構件的疲勞強度、抗應力腐蝕能力和尺寸穩定性，甚至產生裂紋，從而影響到它們的使用質量及安全性。因此，消除工件中的殘余應力對工程設計及機械加工有著極其重要的意義。

振動時效是通過激振器所產生的外力與工件內部殘余應力疊加，當疊加之和大于或等于該材料的屈服極限值時，工件內部就發生微小的塑性變形，從而降低或均化工件內部的殘余應力，防止工件變形及焊縫開裂。

目前現有的振動時效設備技術，都是采用一個加速度傳感器檢測立體工件某一面的振動狀態，屬于一階模態振動消除應力模式，僅在立體工件的某一個面上振動時效處理，不能滿足具有三維空間的立體金屬工件每個面每個部位都得到有效劇烈震動，導致立體工件其它面很多部位震動很弱，甚至沒有震動，并不能徹底地消除或均化立體工件。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供多模態寬頻振動消除應力方法及系統。

多模態寬頻振動消除應力系統，所述方法包括以下步驟：

多模態寬頻振動消除應力系統包括所述系統包括加速度信號調理模塊、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、第三加速度傳感器、位移信號調理模塊、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、速度信號調理模塊、電流信號調理模塊、PCI數據采集卡、控制單元和激振器；所述加速度信號調理模塊，用于通過所述第一加速度傳感器、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、YZ面加速度信號和XZ面加速度信號，并通過所述PCI 數據采集卡傳輸至所述控制單元；所述位移信號調理模塊，用于通過所述第一位移傳感器、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、YZ面位移信號和XZ面位移信號，并通過所述PCI數據采集卡傳輸至所述控制單元；所述速度信號調理模塊，用于采集所述工件的速度信號；所述電流信號調理模塊，用于采集所述激振器工作時的實時電流信號；所述控制單元，用于通過所述PCI數據采集卡獲取所述工件在所述激振器的作用下的振動狀態，利用所述工件的XY面加速度信號、YZ面加速度信號和XZ面加速度信號，及XY面位移信號、YZ面位移信號和XZ面位移信號，進行小波頻譜分析，得出所述工件XY 面、YZ面和XZ面的多模態頻率，并在每個面選擇多個能量因子相對較大的峰值頻率，進行控制激振器的工作狀態振動時效處理。