[發明專利]一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置

在審

• 申請號: 202310200689.1
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116121528A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 高瀚君;閆坤;吳瓊;陶鑫瑞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00;C21D9/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及高強合金環件殘余應力調控技術領域，且公開了一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置。基座的頂部環形均勻固定多組振動時效組和多組加熱裝置，所述振動時效組包括：銜鐵、激振電磁鐵、支撐柱、加載頭、傳力液壓缸、預載液壓缸、預載液壓缸固定板、彈簧板固定板、彈簧板等，所述預載液壓缸將產生一個沿高強合金環件徑向的恒定載荷，通過所述加載頭傳遞到高強合金環件內環壁，所述傳力液壓缸將所述激振電磁鐵產生的激振載荷通過所述加載頭傳遞到高強合金環件內環壁，所述加熱裝置通過控制面板控制為高強合金環件施加熱載荷，恒定載荷、激振載荷、熱載荷相互作用可以實現高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控。

技術領域

本發明涉及高強合金環形工件殘余應力調控技術領域，具體為一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置。

背景技術

由于鈦合金、鋁合金、高溫合金等高強合金材料，具有密度低、強度高、耐腐蝕性好、耐磨性好、耐熱性好等優異的材料屬性。因此，在航空發動機、運載火箭、超高聲速導彈等軍工產品中大量應用這些高強度合金材料。

在高強合金環件加工制造的過程中，一定程度會在環件的內部產生殘余應力。殘余應力的存在會對高強合金環件產生許多不好的結果，例如，讓環件產生變形或使其尺寸發生變化，會減小環件實際承載能力，會增加環件應力腐蝕，會減少環件的疲勞使命等。這些其中任意一點都有可能產生巨大的損失，甚至形成不可逆的后果。最新提出的熱振耦合殘余應力均化技術通過合適的溫度來減低材料的屈服極限，通過振動促進晶格滑移運動，來松弛材料內部的不均勻殘余應力。隨著這幾年高強合金材料的大量使用，對高強合金環件的殘余應力調控也成為了一個重要的研究方向。由于環件種類的復雜化，殘余應力調控時所需要的激振力頻率、加熱溫度等因素也需要隨之改變，現有的設備難以滿足需求。

因此，本發明提出一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置，可以很好的應對環件尺寸不同、激振力頻率不同、加熱溫度不同等復雜情況。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置，能夠調控不同尺寸的高強合金環件在加工中所產生的殘余應力。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高強合金環件熱振耦合式殘余應力調控裝置，基座的頂部環形均勻固定多組振動時效組，所述的振動時效組包括：銜鐵、激振電磁鐵、支撐柱、加載頭、傳力液壓缸、預載液壓缸、預載液壓缸固定板、彈簧板固定板、彈簧板等，其中，所述預載液壓缸固定板、彈簧板固定板與所述基座固連連接，所述預載液壓缸固定板的外側與所述預載液壓缸固連在一起，所述預載液壓缸的另一端與所述加載頭連接，所述預載液壓缸固定板的內側與所述激振電磁鐵固連在一起，所述彈簧板固定板與所述彈簧板的一側連接，所述彈簧板的另一側與所述銜鐵固定連接，所述彈簧板上面安裝多個所述支撐柱，所述支撐柱與所述銜鐵進行間隙配合，所述銜鐵的兩端分別安裝所述傳力液壓缸，所述傳力液壓缸與所述加載頭連接，所述加載頭的外側固定有環件，所述加載頭的兩側邊固定保溫側板，所述加載頭的底邊固定保溫底板，所述基座的中部環形均勻固定多組加熱裝置，所述基座的內環設有內保溫圈，所述基座的外環設有外保溫圈內襯，所述外保溫圈內襯的外部設有外保溫圈外套，所述外保溫圈內襯的內部環形均勻固定多個溫度傳感器，所述基座的底部空腔處固定有液壓裝置，所述傳力液壓缸、預載液壓缸通過管路與所述液壓裝置相連，所述基座的外側設有數據采集裝置，所述數據采集裝置通過數據傳輸線組與所述激振電磁鐵、傳力液壓缸、預載液壓缸、溫度傳感器相連接，所述數據采集裝置中配備控制面板等。

優選的，所述基座的頂部環形均勻固定6組所述振動時效組，6組所述振動時效組同時對所述環件施加振動載荷，每組所述振動時效組包含2個所述傳力液壓缸、1個所述預載液壓缸，其中，2個所述傳力液壓缸分別位于所述預載液壓缸兩側，具體組成如圖3所示。