振动消除应力效果的基础研究(一)

点击数:2552020-02-27来源: 振动时效机, 振动时效仪, 振动时效器

  关于振动消除应力(VSR)方法已争论了35年之久。与自然失效或热失效相比,它是消除结构中残余应力的新方法。研究工作从典型的由喷丸硬化或塑性弯曲产生残余应力的简单疲劳试验已经发展到铸件和焊接件的振动处理试验。

    实际应用时,通常将偏心质量电机夹紧在工件上,令其在不同振动频率各振动15分钟。试验表明,应用VSR技术对直至若干吨重的铸件和焊接件处理后,大大提高了这些构件在后续机加工等工序中的尺寸稳定性。该工艺能提高尺寸稳定性这一点是不能否认的。然而,各种旨在评价和解释该项技术的研究工作得出了不同结论,有的公开提出异议,也有乐观但不失谨慎。

    McCroldrik和Saunders早期对铸件和空间焊接构架所做的工作虽没有给出充分的数据,但其结论是:振动消除应力在于振动处理过程中塑性变形的出现,欲得到一定的应力降低幅度,应令其共振。这个结论得到Moore的喷丸硬化楔形悬臂梁试验结果的支持。

    六十年代初,Buhler和Pfalzgraf发表了四篇有关这方面的论文,介绍了不同的铸件和焊接件的试验。通过在疲劳极限附近增大循环应力使残余应力降低了20%,但由于他们担心潜在的疲劳失效,使试验受到限制,应力幅没有达到大幅度降低应力的要求。Adoyan等人虽然也像Buhler和Pfalzgraf一样担心振动处理过程中铸件可能失效,但他们的实验结果却证明了振动处理大大改善了铸铁件的长期稳定性,他们建议用退火和振动结合的方法来解决这个问题。

    Loksin在预加载铸铝环上叠加共振循环应力,结果使应力释放了70%。1971年Sagalevich和Meishter宣布,他们成功地用偏心质量激振器处理焊接钢板车体,使焊接变形降低了50%。

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