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從宏觀角度分析振動(dòng)時(shí)效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化余應(yīng)力并提高材料的抗變形能力，無疑是導(dǎo)致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。從分析余應(yīng)力松馳和零件變形中可知，余應(yīng)力的存在及其不穩(wěn)定性造成了應(yīng)力松馳和再分布，使零件發(fā)生塑性變形。故通常采用熱時(shí)效方法以消除和降低余應(yīng)力，特別是危險(xiǎn)的降值應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)效同樣可以降低余應(yīng)力，零件在振動(dòng)處理后余應(yīng)力通?？山档?0—80%，同時(shí)也使峰值應(yīng)力降低使應(yīng)力分布均勻化。
從微觀方面分析振動(dòng)時(shí)效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加動(dòng)應(yīng)力，眾所周知工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內(nèi)部存在著不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨。故而無論是鋼、鑄鐵或其他金屬，其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應(yīng)力集中，當(dāng)受到振動(dòng)時(shí)，施加于零件上的交變應(yīng)力與零件中的余應(yīng)力疊加。當(dāng)應(yīng)力疊加的結(jié)果到一定的數(shù)值時(shí)，在應(yīng)力集中嚴(yán)重的部位就會(huì)超過材料的屈服極限而發(fā)生塑性變形。這種塑性變形降低了該處余應(yīng)力降值，并強(qiáng)化了金屬基體，而后振動(dòng)又在一些應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位上產(chǎn)生同樣作用，直至振動(dòng)附加應(yīng)力與余應(yīng)力疊加的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性變形為止，此時(shí)振動(dòng)便不再產(chǎn)生消除和均化余應(yīng)力及強(qiáng)化金屬的作用。
振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在108噸礦用重型汽車車架上的應(yīng)用經(jīng)過多次的試驗(yàn)研究，采用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)降低108噸汽車車架焊接殘余應(yīng)力方面取得了顯著的效果。
試驗(yàn)證明，只要振動(dòng)時(shí)效參數(shù)選擇合理，完全可以用振動(dòng)時(shí)效代替熱時(shí)效，提高焊接構(gòu)件疲勞壽命。特別是對(duì)108噸汽車車架（全長L=9001mm，重約10噸）等大型焊接構(gòu)件（見圖14），具有比熱時(shí)效方便、省時(shí)、節(jié)約能源等突出特點(diǎn)。

通過工藝試驗(yàn)確定振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程
工藝試驗(yàn)的目的在于給出合理的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)，制定生產(chǎn)實(shí)用型的振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程。其目標(biāo)是降低車架焊接殘余應(yīng)力，以便給出振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)。
根據(jù)工藝試驗(yàn)結(jié)果確定工藝規(guī)程如下：
1．支撐方式
為使車架易于繞中橫梁軸扭振和使兩縱橫梁沿水平方向扭振而采用三點(diǎn)支撐：在龍門梁底部及兩側(cè)梁舉升軸座下各放一根枕木形成穩(wěn)定的三點(diǎn)支撐方式。
2．激振點(diǎn)的確定
根據(jù)結(jié)構(gòu)型式確定三個(gè)激振點(diǎn)，車架前保險(xiǎn)杠端點(diǎn)、龍門梁前懸掛板車架縱梁后氮缸懸掛板（激振器夾在縱梁后氮缸掛板上）。
3．工藝參數(shù)的制定（見表15工藝參數(shù)表）
4．振動(dòng)時(shí)效工藝程序
①將車架按規(guī)定方式放好，并墊好枕木支撐。
②將振動(dòng)時(shí)效裝置的激振器垂直固定在縱梁后氮缸懸掛板上，并使激振器平面與縱梁垂直，在另一縱梁后氮缸懸掛板垂直方向上固定拾振器。
③掃頻：先將激振器偏心調(diào)到一檔，然后開機(jī)自動(dòng)掃描，畫G-f曲線（見圖15）。
④時(shí)效處理：將激振器偏心調(diào)整到三檔，開機(jī)后將頻率調(diào)到6350RPM，仔細(xì)觀察車架處于振動(dòng)狀態(tài)后，開始時(shí)效處理，時(shí)間15分鐘，同時(shí)繪出G-t曲線（見圖15）。
停機(jī)后，重新開機(jī)并將頻率調(diào)到8750RPM進(jìn)行再次時(shí)效處理，時(shí)間15分鐘，同時(shí)繪出第二條G-t曲線（見圖15）。
⑤掃頻：停機(jī)后將激振器偏心調(diào)回到一檔，然后再開機(jī)自動(dòng)掃頻，同時(shí)繪出振后的加速度頻率曲線（紅線）。
⑥自動(dòng)停機(jī)后，將激振器移到另一側(cè)龍門梁前懸掛板上固定，其振動(dòng)平面與龍門梁平行。按上述程序做同樣的時(shí)效處理：掃頻時(shí)激振器調(diào)到一檔，時(shí)效時(shí)激振器調(diào)到三檔。時(shí)效時(shí)間為10分鐘。重新繪出一張G-f、G-T曲線圖來，至此時(shí)效完成。
整個(gè)處理時(shí)間為40分鐘，加上裝卡，調(diào)試時(shí)間約80分鐘。共有兩個(gè)激振點(diǎn)，三個(gè)激振頻率。
每個(gè)車架振動(dòng)時(shí)效處理完成后，可以獲得兩張曲線圖以供存檔。
停機(jī)后填寫時(shí)效工藝卡片，并附以上述兩強(qiáng)時(shí)效曲線圖，以供檢查。
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；

振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的構(gòu)造原理
振動(dòng)時(shí)效技術(shù)應(yīng)用需要有專門的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備大體上由控制器，激振器，傳感器等三部分組成。
一、控制器：控制器是振動(dòng)時(shí)效裝置的心臟，它的主要功能是控制激振器上的電動(dòng)機(jī)按操作者得指令要求運(yùn)轉(zhuǎn)，并吧測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)給予顯示和打印，控制器的技術(shù)指標(biāo)代表著整體設(shè)備的水平。
控制器一般由CPU板、控制板、硬件、顯示板和打印機(jī)等組成。原有的控制器一般是通過大量的電子元件之間的控制實(shí)現(xiàn)控制器的基本功能，
二、激振器：激振器是振動(dòng)時(shí)效裝置的執(zhí)行部分，對(duì)于構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效處理，就是通過激振器來完成的。激振器主要有調(diào)速電機(jī)、偏心塊和偏心箱組成，電機(jī)的轉(zhuǎn)速及升降的速度是由控制器來控制的，電機(jī)帶動(dòng)偏心兩可調(diào)的偏心塊運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一定的周期激振力，激振力通過偏心箱作用在被時(shí)效的工件上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作的振動(dòng)時(shí)效處理。
三、傳感器：傳感器是用來測(cè)試工件的振動(dòng)情況的，它將工件的實(shí)際振動(dòng)變成電信號(hào)傳輸給微機(jī)處理，幫助微機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的振動(dòng)監(jiān)視。
HK系列振動(dòng)時(shí)效裝置是根據(jù)十多年的振動(dòng)時(shí)效實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)包括美國馬丁公司產(chǎn)品在內(nèi)的多種振動(dòng)時(shí)效裝置的實(shí)際長期使用、摸索、研究后，結(jié)合建偉成熟的振動(dòng)時(shí)效理論及工藝研究而研制成功的具有全自動(dòng)專家系統(tǒng)控制體系的振動(dòng)時(shí)效裝置，它與現(xiàn)有的振動(dòng)時(shí)效裝置相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是：
1.控制其中的專家系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地確定振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)，如果是操作者自己選擇參數(shù)，當(dāng)參數(shù)不合適時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，并告知不合適的原因，指示您再調(diào)整。
2.對(duì)振動(dòng)處理的數(shù)據(jù)及曲線，微機(jī)先記憶起來，然后按操作者的需求方式給予打印。
3.由于采用的是軟件控制，所以控制器不僅具有可編程功能，而且電子元件個(gè)數(shù)大大減少，故障率極低，又由于采用的插板式結(jié)構(gòu)，即使一般人員維修起來也特別方便。
4.由于激振器各部分是經(jīng)過嚴(yán)格挑選的，所以其可靠性大大提高。
5. 一臺(tái)控制器各可控制多種規(guī)格的激振器。
6.時(shí)效過程中動(dòng)態(tài)檢測(cè)工件應(yīng)力的消除情況，做到適時(shí)停機(jī)。

回轉(zhuǎn)臂、底座是連鑄機(jī)上的主要部件，由厚鋼板焊接而成，具有較大的焊接應(yīng)力，必將造成應(yīng)力腐蝕破壞，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提出對(duì)其進(jìn)行時(shí)效處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用振動(dòng)處理方法，確定如下具體實(shí)施方案：
1．對(duì)回轉(zhuǎn)臂、底座進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)時(shí)效處理；
2．分別做振前、振后的焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)，測(cè)試方法采用“盲孔法”按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10375-2002評(píng)定效果。
3．給出檢測(cè)報(bào)告。
在貴廠技術(shù)人員積極配合下，此項(xiàng)工作已全部完成，特此提出如下報(bào)告：
一、振動(dòng)時(shí)效處理對(duì)金屬構(gòu)件的作用
振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力，是對(duì)具有殘余應(yīng)力的金屬構(gòu)件做振動(dòng)處理，使構(gòu)件在共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)構(gòu)件產(chǎn)生共振時(shí)，構(gòu)件將按一定的振型產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)這個(gè)彈性變形與構(gòu)件原有受約束的彈性應(yīng)變相疊加時(shí)，高應(yīng)力區(qū)進(jìn)入了材料的屈服極限，使這些受約束的彈性應(yīng)變（即產(chǎn)生殘余應(yīng)力的應(yīng)變）轉(zhuǎn)化成塑性應(yīng)變，使約束得到緩解而釋放應(yīng)力。因此可以說振動(dòng)時(shí)效是通過共振使構(gòu)件受約束的應(yīng)變得到釋放，而降低和均化應(yīng)力的。
振動(dòng)時(shí)效既然可以降低和均化應(yīng)力，則必然可以消除或降低殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。通過大量的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際應(yīng)用已充分證明它的如下技術(shù)作用：
1．降低和均化應(yīng)力，消除應(yīng)力集中，防止或延緩裂紋的發(fā)生；
2．防止或減少構(gòu)件的變形；
3．防止或減少應(yīng)力腐蝕；
4．可以提高焊縫的抗疲勞特性，提高使用壽命。
由于振動(dòng)時(shí)效具有上述的作用，且具有操作簡便、節(jié)能、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此得到廣大企業(yè)的歡迎。目前全國在造船、冶金、機(jī)械制造、礦山機(jī)械、航空、鐵路、機(jī)床制造等行業(yè)已廣泛應(yīng)用，同時(shí)也受到國家的重視和認(rèn)可。2005年制定了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005，并在2006年被國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)為“科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”項(xiàng)目，在全國普遍推廣。
二、回轉(zhuǎn)臂振動(dòng)時(shí)效處理
1．振動(dòng)時(shí)效處理
a．主振：根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用對(duì)角十字四點(diǎn)支撐，激振點(diǎn)在A處，拾振點(diǎn)在B處，具體位置見圖2。預(yù)置掃頻范圍6200RPM/min全自動(dòng)處理。時(shí)效時(shí)間33分鐘，偏心檔位10檔，振動(dòng)特性曲線見圖1。
b．振動(dòng)：原支撐不變，激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90°采用手動(dòng)處理，激振頻率5863RPM/min，時(shí)效時(shí)間30分鐘，偏心檔位不變。
2．殘余應(yīng)力檢測(cè)：為了驗(yàn)證振動(dòng)時(shí)效效果，對(duì)構(gòu)件做振前、振后焊接殘余應(yīng)力測(cè)試。測(cè)試方法選用盲孔松弛法，測(cè)點(diǎn)選擇14點(diǎn)，
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；
提供重大及重點(diǎn)工程項(xiàng)目的大型金屬結(jié)構(gòu)的振動(dòng)時(shí)效現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)咨詢與技術(shù)服務(wù)；
提供余應(yīng)力檢測(cè)服務(wù)，保證檢定結(jié)果的真實(shí)性及性；
提供各種金屬材料的材料力學(xué)性能檢驗(yàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析檢驗(yàn)，疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命試驗(yàn)；
提供不銹鋼及鋁合金等材料的振動(dòng)時(shí)效處理及余應(yīng)力檢測(cè)；
為用戶的金屬結(jié)構(gòu)件提供現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)時(shí)效處理；
為您提供振動(dòng)焊接服務(wù)；