[发明专利]用于消除残余应力的高频冲击振动系统及方法

权利要求书

1.用于消除残余应力的高频冲击振动系统，包括上位机系统、信号发生器、功率放大器、电磁式激振器、高频振动能量放大装置、加速度传感器、电荷放大器、示波器；上位机系统控制信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续调节的正弦激振信号；正弦激振信号经过功率放大器放大后输入电磁式激振器，驱动电磁式激振器产生高频振动；

高频振动能量放大装置固定于电磁式激振器运动部件的激振台面上，高频振动能量放大装置包括上托台，固定在激振台面上的下底盘和连接上托台与下底盘的连杆；连杆的截面面积小于上托台的截面面积，同时连杆的截面面积小于下底盘的截面面积；

加速度传感器安装于上托台的下表面，加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入通道连接，电荷放大器的输出通道与示波器的输入通道连接，示波器的输出通道与上位机系统连接。

2.如权利要求1所述的用于消除残余应力的高频冲击振动系统，其特征在于：加速度传感器为压电式加速度传感器。

3.使用高频冲击振动系统消除残余应力的方法包括以下步骤：

(1)、制造高频振动能量放大装置，高频振动能量放大装置包括上托台，固定在激振台面上的下底盘和连接上托台与下底盘的连杆；连杆的截面面积小于上托台的截面面积，同时连杆的截面面积小于下底盘的截面面积；

(2)、将上托台上表面与构件紧密接触；将加速度传感器安装在上托台下表面；下底盘固定在电磁式激振器的激振台面上；下底盘与上托台通过连杆连接；接通上位机系统与信号发生器之间的信号连线；接通上位机系统与示波器之间的信号连线；接通信号发生器与功率放大器之间的信号连线；接通功率放大器与电磁式激振器之间的信号连线；接通加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；接通电荷放大器与示波器之间的信号连线；接通上位机系统、功率放大器、信号发生器、电荷放大器、示波器、电磁式激振器的电源；

(3)、确定信号发生器输出的高频冲击振动处理消除残余应力的激振频率f。

(4)、缓慢调节功率放大器的增益旋钮使得功率放大器输出恒定的电流I，驱动电磁式激振器对构件进行高频冲击振动处理。

4.如权利要求3所述的使用高频冲击振动系统消除残余应力的方法，其特征在于：步骤(3)中，确定信号发生器输出的高频冲击振动处理消除残余应力的激振频率f包括以下步骤：

(3.1)、信号发生器的初始激振频率f₀设置为1000Hz，然后以100Hz为步长逐步增加信号发生器输出的激振频率；缓慢调节功率放大器的增益旋钮使得功率放大器输出恒定的电流I；上位机系统分别记录下每一激振频率时高频振动能量放大装置的输出振级a；上位机系统得到高频振动能量放大装置输出振级a最大时的激振频率；上位机系统记录下该激振频率，并记为f₁；

(3.2)、信号发生器的初始激振频率设置为(f₁-100)Hz，以10Hz为步长逐步增加信号发生器输出的激振频率，然后重复步骤(3.1)的过程，得到高频振动能量放大装置输出振级a最大时的激振频率；上位机系统记录下该激振频率，并记为f₂；

(3.3)、信号发生器的初始激振频率设置为(f₂-10)Hz，以1Hz为步长逐步增加信号发生器输出的激振频率，然后重复步骤(3.1)的过程，得到高频振动能量放大装置输出振级a最大时的激振频率；上位机系统记录下该激振频率，并记为f₃，即为高频冲击振动处理消除残余应力的激振频率f。