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一、频谱谐波时效与亚共振的对比
1、频谱谐波时效技术与亚共振技术的区别
时效方式 类别
频谱谐波时效
通过傅立叶分析,不需扫描,在100HZ内寻找低次谐波,然后用合适的能量在多个谐波频率振动,引起高次谐波累积振动产生多方向动应力,与多维分布的残余应力叠加,造成塑性屈服,从而降低峰值残余应力,同时使残余应力分布均化。
所有超出激振器转速范围的工作皆能振动,可振动工件100%。 至少5种
传统振动时效(亚共振) 用激振器对工件施加周期性外力,通常在1000-10000rpm范围内,从低速到高速扫频,当施加外力的频率与工件固有频率合拍时,产生共振,寻找所有能产生共振的固有频率,然后在共振频率的亚共振区对工件施加振动,产生动应力,与残余应力叠加,发生塑性屈服,从而降低峰值残余应力,使残余应力分布均化。
超出激振器转速范围的工件无法振动,可振动工件仅23%。 在激振器转速范围内很少,超出范围就没有。
原理
处理范围 振型
噪音
在谐振频率下振动,大部分能
在共振频率下振动,大部分能量被
量被吸收用于克服工件内阻,
用于工件宏观振动,振动强烈,噪
宏观振动不强,且所选频率皆
音很大。
在6000rpm以下,噪音很小。
2、亚共振应用上存在的问题
应用面23%:一般振动时效设备频率范围为0~166.7Hz,机械制造业超过这
个范围的高刚性、高固有频率工件有77%之多,对这些工件无法振动。 效果不佳:通过在振动时效设备频率范围内扫描寻找到的振动频率非常少,有效振型太少,无法进行多维残余应力消除,处理效果很难达到热时效效果。
操作复杂、效果不稳定:传统振动时效设备处理工件时,调整激振点、支撑点和拾振点很繁琐,而且很难达到最佳状态,百种工件,制定百种工艺。完全靠操作者技能和经验来调整振动时效工艺参数,不同的人使用,带来不同的处理效果,这样很难纳入正式生产工艺。
噪音:在工件固有频率附近振动,噪音极大,现场工作条件
3.频谱时效过程及优势
1>.频谱分析信号的提取,控制箱控制激振器升速至2100转,停顿获取数据. 2>.激振器在2100转基础上每增加210转,停顿获取数据. 3>.过程共升速7次,升至3500转,频谱分析结束.
4>.设备对频谱分析数据优化,共优选出20个谐振频率.
5>.然后在20个谐振频率中再优选出5个最佳谐振频率(以及2个备选频率).
6>.在5个谐振频率中存在着弯曲振形,扭曲振形,侧弯振形等至少3个以上的不同振形,每一个振形中存在有不同的波峰,波节, 在某一个频率中波节(波节是不振动的地方)位置是另一个频率的波峰位置.
7>.通过对5个共振频率振形进行时效就会使工件全方位整体消除残余应力.
说明:应力是个矢量,有大小有方向,同时应力方向存在不确定性,如果设备只有一个共振峰只是单一的弯曲振形,只能消除单方向局部残余应力,消除应力效果有限.
凡是不具备上述功能就不是真正的频谱时效,只能算普通的振动时效。
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