震动消应力计算 震动时效

振动时效之所以能够取代热时效，是由于该技术具有明显的优点。
1、 机械性能显著提高
 经过振动时效处理的构件其余应力可以被消除20%—80%左右，高拉应力区消除的比例比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命，降低应力腐蚀。可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力，稳定构件的精度，提高机械质量。
2、 适用性强
 由于设备简单易于搬动，因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制，从几十公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。特别是对于一些大型构件无法使用热时效时，振动时效就具有更加**的优越性。
3、节省时间、能源和费用
 振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需要一至两天以上，且需要大量的煤油、电等能源。因此，相对与热时效来说，振动时效可节省能源90%以上，可节省费用95%以上，特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
振动时间的确定
由于各种零件的结构和重量不同，残余应力的大小分布不同，振动时效选用的振动时间也应有所不同。振动时间的长短对振动时效的效果，尤其是获得技术和经济效果是有一定的影响的。
除英国的振动时效工艺外，其他包括中国在内的所有国家所选用的都是长时间的亚共振处理方法。
英国的振动时效工艺主要内容是控制器控制激振器的激振频率以一定的速度升高，当升高到工件的固有频率附近时，工件产生共振，这时控制器就控制激振器在工件的共振频率上激振约5000次，然后激振器再以一定的速度升速，若再遇上工件的共振频率，再在这个共振频率下施振5000次，之后，再升速直至升到激振器的转速极限，之后，再快速扫描一次，这时激振器不再在共振频率处停滞，整个处理过程在很短的时间内就告完结。
其它国家的振动工艺是选择在工件的亚共振区进行较长时间的亚共振处理，在本书的部分中所讲的激振频率的选择就是依据这个原则，那么，究竟选择多长时间为宜呢？经过大量的试验，振动消除残余应力大部分是在**分钟内完成的，五分钟之后的处理效果已不再明显。为此，我们一般按表4-1原则选择振动处理的时间，经过十几年的，基本上能满足振动工艺的要求。

注意事项
1．怎样判断对零件的时效效果是否达到时效要求？
   按JB/T5926—2005标准（*共和国机械行业标准），出现下列情况之一时，即可判定为达到振动时效工艺效果。
a. 振幅时间（a—t）曲线上升后变平；
b. 振幅时间（a—t）曲线上升后下降然后变平；
c. 振幅频率（a—n）曲线振后加速度峰值比振前升高；
d. 振幅频率（a—n）曲线振后的共振频率比振前变小；
e. 振幅频率（a—n）曲线振后的比振前的带宽变窄；
f．振幅频率（a—n）曲线共振峰有裂象发生。

加速度值过大，曲线打印不完整怎么办？
当加速度值**过160 m/s2后，打印a—n曲线时，曲线没有打印完整就不打曲线了，这种情况下，应将传感器向振幅较小的位置（波节）方向移动，或停机后将激振器偏心调小些。
描过程中发现了共振峰但不停机仍继续升速怎么办？
在扫描过程中加速度值小于60 m/s2时，微机判断加速度值过小就会继续升速，寻找*二个共振峰，升到找到或升到转速为止。这种情况下，应将传感器向振幅较大的位置（波峰）方向移动，或停机后将激振器偏心调大些。
工件已经振动，传感器处振幅也较大，但加速度显示窗口无加速度值显示？
在机器运转情况下，将传感器和磁座一起从工件上取下，再向较硬物体上碰撞几下，若此时仍无显示，说明屏蔽线或LM353坏。处理方法如下:
a.检查屏蔽线，用万用表测量，应为两头芯与芯相通，屏蔽层和屏蔽层相通，芯和屏蔽层不通，否则修好。
b.打开控制箱，检查里面屏蔽线接头是否脱落。
c.以上两条都无问题，一般需更换LM353。
电流太大怎么办？
        在扫描过程的共振状态下，属正常现象，也可将偏心调小些；在振动处理过程中，可采取降低电机频率的方法减小电流。
        若电机在1000~2000r/min，工件还没振动电流就**常大时。
        a.可能激振器与工件表面接触不平，卡具将激振器底座卡变形。
        b.可能是调节偏心时将偏心块靠到一边与底座侧壁磨擦。松开重新调正。
        c.检查电机与偏心箱接触是否松动。

振动时效效果评定方法
范围
本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和真实性效果评定方法。
本标准适用于碳钢结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁。有色金属（铜、铝、钛及其合金）等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件的振动时效装置。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。
/T5925.2 机械式振动时效装置  技术条件
术语和定义
/T5925.2 中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
激振点 excitative position
振动时效时，激振器在工件上的夹持点。
振型 excited mode
工件共振时，当某一点位移达到值的瞬间工件各点的位移形成的线或面。
节点 mode node
时效时工件受周期变载荷的作用产生谐振，振幅小处，称为节点。节点连成的线即节线。
主振频率 main excitative frequency
在激振装置的频率范围内，引起工件谐振响应的频率中，能有效降低余应力的频率叫主振频率；其余叫附振频率。
4   工艺参数选择及技术要求
4.1 振前分析
4.1.1 根据工件结构、尺寸材质、时效要求、余应力场分布，分析判断所需有效振型，必要时分析以后工作状态、工况下工作应力大小及分布及其时效形式。
4.1.2  工件不应有**过标准规定的缩孔、夹渣、裂纹及虚焊等缺陷。
4.2   振前准备
4.2.1  在预测的有效振型的节线附近弹性支撑工件，支点应尽量小，工件的支撑应平稳、安全。
4.2.2 工件的支撑以振动阻力小且平稳为准。
4.2.3 激振器应固定装在工件刚性较大且振幅较大处。
4.2.4 拾振器应固定装在远离激振器且在振幅较大处。
4.3  试振工件
4.3.1 选择激振器偏心距，由小到大使工件在工作转速区间内产生共振。
4.3.2 全程扫频、寻找共振峰，确定主、附振频率及扫频范围，按主振频率的振型调整支撑点、激振点、拾振点及方向。
4.3.3 以主振频率激振工件，调节偏心距。调节的原则是装置不过载且工件关键部位动应力的峰值介于该部位工作应力的1/3到2/3处。
4.4.3 主振工件并打印振中时效曲线。
4.4.4 需要多阶共振时应打印每次谐振的时效曲线。
4.4.5 对工件进行振后扫频并打印振后扫频曲线。
4.4.6 有些工件可作多点激振处理，是否调整支撑点，拾振点由用户根据工艺要求决定。
4.4.7 时效时间确定：
(当a-t曲线出现5.1.2中a或b)的情况后让电动机再持续旋转3min后结束时效，一般累计振动时间不应**过40min.
4.5 振动台时效
4.5.1 对于无法直接激振及有要求的工件，应选择振动台时效。
4.5.2 按4.1.1对工件做振前分析，根据工艺要求装夹，可选用工件在振动台上悬臂、单个工件与振动台固定，多个工件之间以串、并联方式全部固定成一个整体等联结方式。
4.5.3 装卡系统应方便、快速、牢固，装卡应避开节线。
4.5.4 按振动台与工件组成的整体振型支撑、装卡、拾振。
4.5.5 进行振前扫频、时效、振后扫频并打印相关曲线数据。
4.6 悬臂时效
4.6.1 对某些弹性支撑方式频率较高工件，可选择悬臂方式降频。
4.6.2 按4.1.1对工件做振前分析。
4.6.3 将工件需重点时效的一端固定在高刚性的台子边缘，激振器、拾振器固定在另一端。
4.6.4 按4.3试振工作。
5   效果评定方法
5.1 参数曲线观测法。
5.1.1 可根据振动时效中打印的时效曲线（a-t曲线）或振后扫频出线（a-n曲线）相对振前扫频曲线的变化来监测。
5.1.2 出现下列情况时，即可判断工件已达到时效效果。
  a）a-t曲线上升后变平；
  b）a-t曲线上升后下降然后变平；
  c）a-n曲线振后加速度峰值比振前升高；
  d）a-n曲线振后的共振频率比振前变小；
  e）a-n曲线振后的比振前的带宽变窄；
  f）a-n曲线共振峰有裂象发生。
5.2 工程尺寸稳定性检测法
可将振后工件与不时效或热时效工件进行下列项目的比较：精加工后精度、长期放置精度、加动载荷后精度、切割释放变形，结果应达到工艺要求。
5.3 余应力检测法
5.3.1 可使用X射线衍射法、盲孔法和磁测法。
5.3.2 检测点应选在工件的重点部位或有效振型的重点部位。
5.3.4 用振前余应力平均值（应力水平）、振后余应力平均值来计算消除率，焊接件的应力消除率应大于30%，铸、锻件、模具、机加工件的应力消除率应大于20%。
5.3.5 用振前各点余应力对其平均值的差值的值去比较振后的该值来衡量应力均化程度，振后的应小于振前的。
振动时效系统技术参数 
转数范围：2000 R/Min-10000 R/Min； 
激振力调整范围：0-50KN； 
电机额定功率：1200W； 
适宜处理工件重量：≤10吨 
稳速精度：±1R/Min； 
加速度量程：0-50.0g； 
电机额定电流：12A； 
电机额定电压：100V； 
供电电源电压：交流220V±10%，50HZ±4%； 
绝缘等级：E级； 
工作条件：环境温度：-10℃—+40℃；相对湿度：不大于80%（25℃）；
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