作者:admin 發(fā)布時(shí)間:2020-07-01 09:06 瀏覽次數(shù) :245
振動(dòng)時(shí)效技術(shù)具有節(jié)能、節(jié)省費(fèi)用、方便簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、減少污染等突出優(yōu)點(diǎn),因此受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。生產(chǎn)辦公室也將該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用列入了“八五規(guī)劃”,“九五規(guī)劃”列為重點(diǎn)新技術(shù)推廣項(xiàng)目,二000年國(guó)家經(jīng)貿(mào)委列出二十五項(xiàng)重點(diǎn)推廣的典型案例之一。振動(dòng)時(shí)效是對(duì)機(jī)械制造業(yè)傳統(tǒng)的自然時(shí)效和熱時(shí)效方法的革命。
“振動(dòng)時(shí)效技術(shù)”,國(guó)外稱“Vibratory Stress Relidf Method”簡(jiǎn)稱“VSR”)。它包括振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù),振動(dòng)焊接技術(shù),振動(dòng)鑄造技術(shù)及用振動(dòng)提高焊接構(gòu)件及軸類構(gòu)件疲勞壽命技術(shù)等項(xiàng)內(nèi)容。在調(diào)整構(gòu)件殘余應(yīng)力的技術(shù)領(lǐng)域中,振動(dòng)時(shí)效技術(shù)完全可以代替原有的熱時(shí)效工藝,因其應(yīng)用面廣,技術(shù)潛力大,而具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
近二十年來(lái),振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù)的研究和應(yīng)用,在我國(guó)取得了飛速的發(fā)展。在此期間,經(jīng)國(guó)內(nèi)許多單位的共同努力,在振動(dòng)時(shí)效機(jī)理、振動(dòng)時(shí)效工藝技術(shù)和應(yīng)用研究方面,取得了突破性的成果,制定了我國(guó)關(guān)于振動(dòng)時(shí)效方面的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“中華共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005”,指導(dǎo)了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備的生產(chǎn),推動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了較大的貢獻(xiàn)。
振動(dòng)時(shí)效在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,由于基礎(chǔ)工業(yè)比較成熟,運(yùn)用比較成熟。國(guó)內(nèi)是近二十年由于電機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,振動(dòng)時(shí)效設(shè)備才能夠滿足機(jī)械構(gòu)件消除應(yīng)力要求,但由于振動(dòng)時(shí)效涉及材料力學(xué)、振動(dòng)學(xué)、金屬物理學(xué)等多學(xué)科,相對(duì)而言工藝上比熱時(shí)效復(fù)雜的多,而國(guó)內(nèi)專業(yè)的參考書(shū)較少,應(yīng)廣大從事時(shí)效技術(shù)工作人員的要求,編者結(jié)合國(guó)內(nèi)外焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工領(lǐng)域里專家學(xué)者的核心理論,注重于通俗易懂,簡(jiǎn)單實(shí)用原則,編寫(xiě)了本書(shū),該書(shū)適用于從事殘余應(yīng)力消除工作的工程技術(shù)人員,對(duì)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的了解和運(yùn)用。也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)的師生的教學(xué)參考教材
振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的原理及應(yīng)用
近十多年來(lái),國(guó)內(nèi)外使用振動(dòng)處理的方法消除金屬構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力,以防止構(gòu)件變形和開(kāi)裂,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱時(shí)效和自然時(shí)效。這種技術(shù)在國(guó)外稱做”VSR”技術(shù),它是”Vibratory Stress Relief”的縮寫(xiě),由于這種方法可以降低和均化構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力,因此可以提高構(gòu)件的使用強(qiáng)度,可以減小變形而穩(wěn)定構(gòu)件的精度,可以防止或減少由于熱時(shí)效和焊接產(chǎn)生的微觀裂紋的發(fā)生。特別是在節(jié)省能源、縮短生產(chǎn)周期上具有明顯的效果,因此被許多國(guó)家大量使用。我們?cè)谠擁?xiàng)技術(shù)的機(jī)理研究和應(yīng)用上取得了較大的進(jìn)展。
一、振動(dòng)時(shí)效工藝的簡(jiǎn)單程序
振動(dòng)處理技術(shù)又稱做振動(dòng)消除應(yīng)力法,在我國(guó)稱做振動(dòng)時(shí)效。它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)稱做激振器安放在構(gòu)件上,并將構(gòu)件用橡膠墊等彈性物體做支撐,如圖所示。
通過(guò)控制器啟動(dòng)電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速,使構(gòu)件處于共振狀態(tài),約經(jīng)20—30分鐘的振動(dòng)處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。圖中的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是用來(lái)監(jiān)測(cè)動(dòng)應(yīng)力幅值及其變化的。實(shí)際生產(chǎn)上使用中不需要做動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè),振動(dòng)時(shí)效設(shè)備本身具有模擬振幅監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
可見(jiàn),用振動(dòng)調(diào)整殘余應(yīng)力的技術(shù)是十分簡(jiǎn)單和可行的。
殘余應(yīng)力對(duì)金屬構(gòu)件的影響
殘余應(yīng)力的存在對(duì)金屬工件的強(qiáng)度疲勞壽命結(jié)構(gòu)變形等方面的影響都是很大的,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須予以考慮。
§2.31殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響
人們很早就已經(jīng)知道:當(dāng)受到交變應(yīng)力的構(gòu)件存在壓縮殘余應(yīng)力時(shí),該構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度會(huì)有所提高,而存在拉伸殘余應(yīng)力時(shí),從而有效地提高疲勞強(qiáng)度。但是很多情況下,構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力,從而有效地提高疲勞強(qiáng)度。但是很多情況下,構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力,人們首先考慮的是如何來(lái)改變這種應(yīng)力分布以提高疲勞壽命,這就是調(diào)整殘余應(yīng)力問(wèn)題,這與考慮殘余應(yīng)力對(duì)變形的影響是不相同的,后者考慮的是如何降低或消除殘余應(yīng)力以保證變形的穩(wěn)定性。
實(shí)際上,殘余應(yīng)力對(duì)疲勞的影響因條件和環(huán)境的不同而改變。他與殘余應(yīng)力分布規(guī)律和量值、材料的彈性性能、外來(lái)作用的狀態(tài)等因素有關(guān)。當(dāng)我們研究殘余應(yīng)力對(duì)疲勞的影響是既要考慮宏觀殘余應(yīng)力的影響,也要考慮微觀殘余應(yīng)力的影響。
可以認(rèn)為,宏觀殘余應(yīng)力在初期暫時(shí)與作用的交變應(yīng)力疊加,改變盈利水平,較大的影響著疲勞壽命。而由微觀組織不均勻性所造成的殘余應(yīng)力在應(yīng)力交變過(guò)程中,會(huì)使微觀區(qū)域內(nèi)的塑性變形積累,使該部分產(chǎn)生應(yīng)力集中,并使組織內(nèi)發(fā)生裂紋。這些影響比起對(duì)靜強(qiáng)度的影響來(lái)說(shuō),在實(shí)用上將更為重要。