基于特征贡献率的机械故障分类方法

为了使7075铝合金薄壁件表面喷丸加工应力得到松弛和均化,运用ANSYS建立平台式振动时效有限元模型,通过振动模态和谐响应分析,获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将薄壁框架件置于平台上进行振动时效处理,以验证仿真分析结果,评价其对试样表面应力作用效果。结果表明：在亚共振频率为112 Hz时,试样在平台零振幅和最大弯曲位置处分别对称布置,时效后表面均形成应力松弛,松弛率分别为29.5%和33.3%,不均匀波动分别为20.3%和20.7%,而沿振动方向松弛程度不均匀,说明激振力造成了材料表面组织屈服,且屈服程度与应力强度有关。提出再时效-位置交叠方法,使应力松弛不均匀度分别下降到9.9%和15.9%,应力均化得到改善,该研究工作为薄壁类零件表面应力均匀化提供了参考。     

薄壁件表面应力松弛均化的时效分析与实验

为了使7075铝合金薄壁件表面喷丸加工应力得到松弛和均化,运用ANSYS建立平台式振动时效有限元模型,通过振动模态和谐响应分析,获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将薄壁框架件置于平台上进行振动时效处理,以验证仿真分析结果,评价其对试样表面应力作用效果。结果表明:在亚共振频率为112Hz时,试样在平台零振幅和最大弯曲位置处分别对称布置,时效后表面均形成应力松弛,松弛率分别为29.5%和33.3%,不均匀波动分别为20.3%和20.7%,而沿振动方向松弛程度不均匀,说明激振力造成了材料表面组织屈服,且屈服程度与应力强度有关。提出再时效-位置交叠方法,使应力松弛不均匀度分别下降到9.9%和15.9%,应力均化得到改善,该研究工作为薄壁类零件表面应力均匀化提供了参考。     

高强度钢板残余应力振动时效消减技术试验研究

根据振动时效(Vibration stress relief,VSR)原理,采用高频振动台作为振动时效的激振装置,设计安装于振动试验台、用于给钢板施加面内拉伸载荷的钢板张力加载机构,在实验室搭建出钢板振动时效试验研究平台,对振动时效消除高强度钢板残余应力的有效性进行试验研究。在VSR处理前后采用X射线衍射方法对马氏体高强度钢板和试验对照用T2镀锡基板的表面残余应力分布进行测量表征,并同时对试样的板形瓢曲和翘曲程度做了测量。研究结果表明,所设计的振动时效试验平台可以实现带张力工况下的钢板同频激振;在一定的激振频率和时间的振动时效处理后,两种试验钢板的残余应力均得到一定程度的消减和均匀化,但是对于板形瓢曲和翘曲缺陷基本没有改变;相对而言,马氏体高强度钢板的时效效果明显弱于T2镀锡基板;试验结果可以反映材料强度对于振动时效效应的显著影响和振动时效对于板形瓢曲及翘曲缺陷的微弱影响。     

振动时效处理对7055-T7751铝合金疲劳性能的影响

对7055-T7751铝合金预拉伸板(预应变为1%～3%)进行振动时效处理,并在不同最大应力(300,350,400,500MPa)下进行疲劳试验,研究了振动时效处理对合金显微组织、显微硬度、表面残余应力和疲劳性能的影响。结果表明:振动时效处理对显微组织和显微硬度的影响很小,振动时效后的组织仍为轧制板材织构取向组织;振动时效处理后,合金中纵向和横向残余拉应力发生明显松弛,且纵向残余应力分布有所均化;振动时效处理明显提高了纵向和横向试样的疲劳性能,在最大应力350MPa条件下,纵向和横向试样的疲劳寿命分别提高了219.0%和29.1%,疲劳极限分别提高了9.9%和5.1%。     

振动时效消除应力的应用

振动时效(缩写VSR)又称振动消除应力，旨在通过控制激振器的激振频率，使工件发生共振(最多数十分钟)，让工件产生适当的交变运动并吸收部分能量，以致内部发生微观粘弹塑性力学变化，从而降低工件的局部峰值应力和均化工件的残余应力场，最终防止工件的变形与开裂，保证装配尺寸稳定性。振动时效机理是由于振动过程中金属材料内部的位错滑移产生微观塑性变形，使残余应力得以释放。     

表面滚压处理对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

表面强化可提高高速列车车轴疲劳性能，延长使用寿命。对广泛应用于高速列车的EA4T车轴钢表面进行滚压处理，使用激光共聚焦显微镜表征表面形貌和粗糙度；借助光学显微镜分析滚压处理前后试样的显微组织，并采用EBSD测试滚压试样表层晶粒尺寸；采用显微硬度计测试强化层显微硬度分布并与未处理试样进行对比，采用X射线衍射残余应力分析仪分析其残余应力分布；基于旋转弯曲疲劳试验和扫描电子显微镜下的断口观测分析试样的疲劳性能。研究结果显示：滚压强化后，试样表层发生塑性变形，表面质量得到改善，且形成厚度约为400μm的硬化层，表层产生纳米晶；显微硬度提高了29%,表面最大残余应力为-576MPa,试样显微硬度和残余应力变化趋势一致，均为从表面向心部减小；滚压试样疲劳强度增幅为28%。试验结果表明，滚压是车轴延长寿命的一种有效方式。     

振动时效工艺在机床铸件上的应用

铸锻焊件均会产生残余应力,传统的消除应力方法:一是自然时效,此法时间长,效率低,仅能使应力降低2%～10%;二是热时效,此法设备投资大,耗能多,成本高,占用面积大,并且污染环境严重.因此,国外六十年代开始研究采用高效节能、工艺简单方便适用的振动时效(Vibration Stress Relieve,简称VSR)来消除金属构件内残余应力.1976年我国引进了VSR技术,至今已有六百多家企业采用.现在全世界应用振动时效的已超过万家,但在通用机床的应用上仍在探索之中.     

振动时效过程模拟与分析

由于缺乏对振动时效机理的有效解释,通过振动时效消除残余应力的方法一直未得到广泛应用。采用有限元法对焊接件残余应力的产生及振动消除过程进行了数值模拟,分析了激振力和激振频率等振动时效工艺参数对残余应力消除程度的影响。仿真结果表明,无论构件是否达到共振状态,只有产生一定的微观塑性变形残余应力才能得以释放;一阶模态能在最小的激振力下消除残余应力,是振动时效的最佳选择,而在其它频率,应力消除率取决于激振力的大小。     

振动时效的发展与应用

1．振动时效原理 振动消除应力简称VSR（Vibratory Stress Relief）,它是利用-受控振动能量对金属工件进行处理,达到消除工件残余应力的目的。     

振动时效因素及其最佳工艺参数选择

振动处理调整金属(或非金属)构件内部残余应力,稳定工件尺寸,在国内外得到应用。我们通过对普通车床的床身铸件采用正交试验的方法,取得了振动时效最佳工艺参数,对振动时效工艺推广应用有一定的参考意义。振动时效因素振动时效(振动处理)过程中有激振时间,激振频率,激振力,激振动应力,激振器在被振工件上安装情况,激振点个数,激振阶数,工件在振动时支承方式以及采用的支承材料等因素。这些因素对振动处理效果有的起决定性作用,有的影响比较小。     

频谱谐波时效技术在立式车床中的应用

零件在制造加工过程中,由于受到热、冷、切削加工等作用,会在工件内部产生残余应力,致使工件内部应力发生变化,处于一个不平衡的状态,使工件产生变形、扭曲、裂纹、降低疲劳强度等质量问题。大多数企业都采用过自然时效、热时效、振动时效等措施来降低和均化工件的内应力,以保证工件精度的稳定性。本文阐述了频谱谐波振动时效在我公司生产的焊接结构件上应用所取得的良好效果以及与亚共振时效方式的对比结果。     

TECHNOLOGY OF QUANTITATIVE ANALYSIS ON VIBRATORY STRESS RELIEF BASED ON ULTRASONIC TIME-OF-ARRIVAL METHOD

0 INTRODUCTIONVibratory stress relief (VSR) is a technology to eliminate theresidual stress of workpieces with the method of applying thevibration of certain frequency on them. In practice, VSR not onlyconsumes less energy but also rectifies the welding d…     

频谱谐波时效在旋挖钻机桅杆上的应用研究

振动时效消除残余应力是采用机械方法调整残余应力的一种工艺,其中频谱谐波振动时效技术通过对工件进行频谱分析,优选出对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率进行时效处理,达到多维消除残余应力和提高尺寸精度稳定性的目的。本文应用频谱谐波技术对旋挖钻机的桅杆进行了振动时效处理,并采用盲孔应力释放法测试了工件振动时效前后的残余应力。结果表明,频谱谐波振动时效技术能够有效降低并均化桅杆的残余应力,可广泛用于大型焊接构件的消除残余应力处理。     

一种新型时效方式在压力机机身上的应用

分析了传统热时效去除压力机机身焊接残余应力的缺陷,介绍了频谱谐波时效的技术特点与优点,用试验和数据证明频谱谐波时效的效果,验证了频谱谐波在去除压力机焊接机身残余应力的可行性。     

对振动时效三个主要参数的探讨

对振动时效工艺参数的确定方法 ,进行了理论上的比较研究。根据工程力学和振动力学理论 ,振动时效动应力的选择应考虑构件在高频振动时的屈服强度的变化 ,振动频率应考虑残余应力的分布状态和构件的振型 ,振动时间的确定仅仅以单自由度振动方程为依据的现场判据方法是不全面的     

薄板台阶断面件FCF加工硬化特性

针对一种薄板台阶断面铝板材零件进行了FCF新工艺试验,采用DEFORM有限元软件对该零件冲压、冷锻组合加工变形过程进行了数值仿真,获得了其等效应力和应变分布,并通过显微硬度(HV)表征了试件表面的实际加工硬度特性。试验研究表明:成形过程中变形区及邻域材料的冷变形硬化效应比单一冲压和冷锻时更为显著,在该工艺中表现为冲裁与挤压、压印的迭加复合;零件下平面较上平面相应处的硬度值要高,差值范围在5%～10%之间;零件上下平面硬化效果从台阶内外缘处径向扩展逐步减弱,径向硬化效应区在0～1.4t(t为料厚)范围内。由此提出了一种新的加工硬化模型。     

机床基础大件振动时效工艺参数优化方法

通过模态仿真的方法得到了最佳的振动时效工艺参数,在此基础上选取相同的机床床身铸件作为实验对象,对新工艺和原工艺下的平均应力消除率进行了对比。实验结果表明,新工艺下床身铸件的平均应力消除率为65.1%,原工艺的平均应力消除率为38.5%,另外,原工艺下,有个测点的应力值没有减小反而增大。新工艺下铸件的应力消除率明显大于原工艺下铸件的应力消除率,验证了所提出的振动时效工艺参数优化方法的正确性。     

铝合金超声波喷丸成形制件表面完整性研究

采用试验方法对AA2024-T351进行数控超声波喷丸成形,研究了超声波喷丸成形制件的显微硬度、残余应力场、表面形貌、表面粗糙度及半高宽等随超声波喷丸过程参数变化的规律,定性地探讨了AA2024-T351超声波喷丸后表面完整性的改善状况。结果表明:超声波喷丸后,制件的显微硬度得到了明显提高（最大增幅为20%）,同时在材料表面产生了一定厚度的硬化层（深度约为300μm）;制件内部引入数值较高、分布呈现梯度形式的残余压应力场,残余压应力场的临界深度在500~650μm之间,在距表面200μm处产生了最大残余压应力;制件表面形成一道道犁沟,表面喷丸区域的粗糙度Ra有一定程度的增大;制件表面层的半高宽值变大,深度在125μm左右,半高宽的增大表明材料冷作硬化程度加大、晶体内部位错密度有一定程度的增大。显微硬度的提高、残余压应力场的引入及表面层组织的细化有助于喷丸成形制件疲劳寿命、抗磨损和抗腐蚀性能的提高。     

频谱谐波时效在风电球磨铸铁件中的应用研究

介绍了频谱谐波时效技术在去应力处理效果和保持尺寸精度稳定性方面的作用,对风电球墨铸铁材料工件(样件)处理后,经对残余应力和工艺变形量测定表明,此技术可以替代以消除应力为目的热时效工艺,达到防止工件变形、开裂、提高工件尺寸精度和尺寸稳定性的目的。