振动时效工艺参数如何制定?怎样选择合适的振型?

小编:优质农业网   人气:0℃   发布时间:2025-03-12 15:57:55
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振动时效工艺参数包括 :

振动时效工艺参数如何制定?怎样选择合适的振型?

1,频率

2,振动强度(激振力)

3,处理时间?

4,支撑点、激振点、拾振点选择?

振动时效工艺参数选择原则及方法?

公式:?δ动+δ残≥δS

公式中:δ动-施加于工件的动应力?

δ残-工件自身存在的残余应力?

δS-材料的屈服极限?

1、?频率的选择原则及方法?

激振频率的选择要与降低噪声相结合,尽量减少噪声对环境的污染。

残余应力集中度高,应选择大动应力,低频率振动处理。?

解决弯曲变形后被校直校平的工件,必须进行多阶弯曲振动,以使应力均匀地得到释放此时选择高频率。?

选择方法:根据GB/T25712-2010的机械行业标准3。5。1款在亚共振区内选择共振峰,峰值的1/3-2/3的对应的频率为主振频率。?激振频率的选择应注意的几点问题:?

工件的固有频率随构件尺寸,重量加大而降低,随材料的结构刚性加大而升高。构件的固有频率与形状、结构有关。?

构件的内部阻尼系数很小,没有明显的弹性阶段,共振带很窄,所以频率变化在±0.1HZ振幅就会有很大的变化,所以铸造件的振动时效固有参数制定要精确。?

当频率升高,电流也随之升高,可能会产生强迫振动。强迫振动对振动时效设备和被处理的工件都有害。由于强迫振动并非共振条件下的振动因而起不到消除或均化残余应力的作用,应尽量避免。

振动时效现场

2、激振力的选择?

激振力是激振设备产生的周期性外力,在垂直方向对工件的作用力。?激振力选择标准:

(1)&动=(1/3—2/3)&工作。按TB/T5926—91标准第3.52款,主振时装置的偏心档位

应是工件的动应力峰值达到工作应力1/3—2/3,并使装置的输出功率不超过额定功率的80%?。因为只有在工作应力的1/3—2/3处工件才不会受到损伤,同时也能提高疲劳寿命。若&动=&工作构件不但受到损伤,而且疲劳寿命下降。?

(2)?动应力是使构件残余应力消除的必要条件。在亚共振频率下,振动具有放大动应力的作用,达到加速残余应力消除的目的,为了在时效中,对构件不造成损伤,根据经验动应力可适当控制在:?铸铁件±25--±40N/m㎡?铸铁淬火导轨件±15N/m㎡?铸刚件±35--±50N/?m㎡?焊接件±50--±80N/?m㎡?

也可根据动态电阻应变仪测定,用公式计算。?激振力选择应注意的几点问题?

一般构件在振动处理过程中,应尽量选用较小的激振力,以得到所需的振幅,反之选用大激振力(大偏心)电流增大,振动不稳定,对设备和构件都不利,这一点对那些特大,且又非常复杂的焊接件就更为重要,因为这种件的焊缝复杂,残余应力分布值十分尖锐,有的点已超过屈服极限,所以必须采用小量值的动应力,否则工件易产生疲劳。待处理10分钟后,**高应力峰值下降20%-30%后再加大&动到规定值。?

对那些大而刚性又较差的焊接件,开机后必须连续缓慢的升速,到构件的固有频率要连续几次(不能少于三次)。这样可以给构件一个疲劳锻炼的时间。然后再在共振区1/3,固有频率对应加速度值作定频振动。在一定范围内动应力越大,被处理工件产生的应变释放量也越大。消除应力的效果也越好,对于厚大铸件和高刚性焊接件可采取1/2载荷法。即&动=(1/2-2/3)&工作?

振动时效处理的选择原则? 振动消除应力是在交变应力达到一定周次(时间)后实现的,这就是包辛格效应

3、振动时效时间的选择原则?

必须使构件残余应力消除或均化到理想程度。?必须与生产节拍相吻合。?时间的选择方法:? 根据工件重量大小来选定有效时间?

重量:≤1T10-20min? 1-4.5T?20-30?min?≥4.5T30-35?min?

根据绘制的(a-t)的曲线变化来确定时效时间。?特殊构件必须测定尺寸稳定性和残余应力量才能确定。?

4、支撑点、激振点、拾振点的选择?

支撑点的选择原则?

支撑点要放在节线或节点上,(节线:在振动中,没有位移,振幅基本为零的点或线),节线点的寻找方法:撒沙法、探针法、手感法。?

弹性支撑:采用弹性支撑构件才能自由振动,否则将严重影响激振效果。如构件大而重,支撑物被压缩变成钢性支撑,可用大型汽车轮胎或枕木支撑。?钢性较差的零件,可采用吊振,效果较好。?

支撑点越少越好,尽量采用三点支撑,但要保证构件的稳定性。?异形件,要设计专用支撑物。?

正确支撑的重要性?

支撑点是影响振动处理效果的一个重要因素。正确的支撑可使系统阻尼减小,而提高构件自由振动的处理效果。?一般的支撑方法?

工件长宽比>3,长高比>5为梁形零件,支撑点距各端(指长度方向)2/9处进行两点支撑或四点支撑,激振点置于工件中间位置或置于端部。?

工件长宽比>5?长高比>5箱形零件指长度在沿长度方向距离各端1/3处四点或三点支撑,激振点可放在中间,也可放在一端。?

圆形零件,直径与圆度比>5采用四点支撑,在垂直中心线上呈90°支撑,激振点选择在两支撑点之间?

工件长宽高之比=1沿钢度小的方向在端部1/3处三点支撑。激振点可设在钢性大的一方,在三点支撑之间。?

长宽比>1的板形件,支撑点在端部1/4处支撑,激振点可设在一角用复合振型或扭弯 振型。

激振点的选择?

激振点即激振器在工件上的装卡位置?远离节线或点及支撑位置。?

选择刚度大的,振幅小的位置,否则易使电流升高,损坏设备。

残余应力消除方法有那些呢?

1 整体高温回火(消除应力退火),

将整个焊接结构加热到一定温度(根据具体工件金属材质而定),保温一段时间,在冷却。可以消除80%-90%的残余应力。应用最为广泛的一种应力消除工艺。

2 局部高温回火,只针对焊缝及其周围部分局部回火,消除应力效果不如整体回火。设备较简单,适用于结构较简单,拘束度较小工件,诸如 长筒形容器,管道接头,长构件的对接接头等。

3 机械拉伸法,对焊接工件进行加载,使得焊接压缩塑性变形区得到拉伸,减少焊接引起的局部压缩变形量,来降低应力。常见的有水压试验,水压压力大于容器的使用压力,水压试验的同时对容器进行了一次机械拉伸。消除部分焊接引起的应力。

4 温差拉伸法 (低温消除应力),在焊缝两侧各一个适当宽度用氧乙炔火焰加热。在焊枪后边一定距离喷水冷却。焊枪火焰 冷却喷水以相同速度移动。形成一个两个温度高(峰值约200摄氏度) 焊接区域温度低(约100摄氏度)。两侧金属因受热膨胀对温度较低的焊接区进行拉伸,产生拉伸塑性变形。来抵消 原来的压缩塑性变形。从而消除内应力。常用于规则焊缝厚度小于40毫米的板 壳结构,应力的消除。

5 振动法,针对焊缝区域进行振动。使得振源与结构发生稳定的共振。利用稳定共振产生的变载应力,使焊缝区产生塑性变形。达到消除焊接应力的目的。碳素钢及 不锈钢金属结构 使用振动法消除应力效果较好。具有设备价格低廉,简单,处理成本低,时间短。不会产生高温回火的氧化问题 的特点。

楼主提的这个问题就有问题啊,什么残余应力呢?是通过什么方式产生的残余应力呢?据我多年的经验可以知道,残余应力的产生有热处理、焊接、铸造、机械加工、冷加工、塑形变形产生,不同的应力有不同的处理方法的;比如热处理、铸造、焊接产生的变形可以采用退火进行消除应力的,但现在由于环保严查,热处理显然不符合国家政策了,可以采用华云科技振动时效设备,消除应力稳定构件结构非常有效的;

另外就是焊接应力,当然也是可以采用热处理的,但是很多大型的焊接件是不方便进炉子的,可以采用豪克能焊接应力消除设备

机械加工过冲存在材料的塑形变形挤压等,也会产生大量的残余应力,以拉应力为主,容易增大缺口效应,造成疲劳裂纹的萌生导致断裂失效,所以增加对机械制造产生的拉应力也是刻不容缓的,在加工工艺之间可以穿插采用振动时效技术;另外可以结合金属塑性流动性,使之发生微观的塑形变形也能有效的消除残余拉应力并且预支压应力,豪克能技术就可以实现应力的消除疲劳强度的提升。

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