[实用新型]一种基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统

说明书

基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统，包括上位机系统、任意波形发生卡、功率驱动器、激振器、声发射传感器、前置放大器、主放大器、数据采集卡、支撑装置；上位机系统包括获取数据采集卡采集到的声发射信号的声发射信号获取模块，基于小波分析法的声发射信号分析模块，声发射信号分析结果存储模块，显示声发射信号分析结果的显示模块。本实用新型具有能够在线、无损评价振动时效效果的优点。

技术领域

本实用新型涉及振动时效技术领域，特指一种基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统及方法。

背景技术

振动时效技术的效果评价是振动时效技术领域的关键问题之一。目前振动时效技术的效果评价方法主要包括：参数曲线评定法、残余应力测量法、精度稳定性检测法以及动应力判据法。

(1)参数曲线评定法

参数曲线评定法是根据振动时效过程中参数发生有规律的变化现象总结出来的，能够对振动时效的效果进行定性评价，所用的评价准则主要包括：振动时效过程中振幅时间曲线出现上升后变平以及上升后下降然后变平；振动时效处理后扫频曲线的共振峰值比振动时效处理前升高；振动时效处理后扫频曲线的共振频率比振动时效处理前降低；振动时效处理后扫频曲线的带宽比振动时效处理前变窄。

(2)残余应力测量法

为了准确的评价振动时效调控残余应力的效果，就需要准确地评估工件振动时效前后的残余应力，然而工件表层的残余应力分布情况，特别是一些复杂工件表层残余应力的分布状态，很难采用理论计算的方法进行分析求解，所以采用实验测量的方法评估工件表层残余应力的大小具有重要的现实意义。目前残余应力的实验测量方法主要包括：有损的机械测量法和无损的物理测量法，能够定量的评估工件振动时效处理前后的残余应力。机械测量法主要包括小孔法、切条法等；物理测量法主要包括X射线法、超声波法等。

(3)精度稳定性检测法

精度稳定性检测法是通过检测工件振动时效处理后的精度来评价振动时效技术的效果，能够对振动时效技术的效果进行定性评价，主要包括长期放置精度法、加动载荷后精度法等。长期放置精度法是将经过振动时效处理后的工件长期放置并且定期检测工件的尺寸稳定性，具体操作流程是在放置15天时第一次检测，以后每隔30天检测一次，总的放置时间应该在半年以上；加动载荷后精度法是检测经过振动时效处理后的工件在动载荷作用后的尺寸精度的变化量。

(4)动应力判据法

上海交通大学的陈立功教授团队提出了动应力判据法，因为动应力作为振动时效过程中最重要的参数，必然与振动时效效果存在某种相关性。他们研究发现动应力与残余应力释放效果之间存在定量的非线性相关性，并通过数学回归分析和曲线拟合得到它们之间的近似函数关系DP-CH方程，可以在振动时效过程中在线检测动应力，实时定量判断振动时效的效果。

材料在受力过程中产生变形时，以弹性波形式释放出应变能的现象，称为声发射。利用检测声发射信号，对材料进行动态无损检测的技术，称为声发射技术。在振动时效过程中材料内部的位错会产生微观运动，从而导致材料产生塑性变形。综上所述，能够采用声发射技术对振动时效过程中的工件进行动态无损检测，并对检测到的声发射信号进行分析，以此评价振动时效是否产生了消除残余应力的效果。为了丰富振动时效效果的评价方法，本实用新型提出一种基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统及方法。

实用新型内容

为了丰富振动时效效果的评价方法，本实用新型提出一种基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统及方法。

基于声发射传感器的振动时效效果在线评价系统，包括上位机系统、任意波形发生卡、功率驱动器、激振器、声发射传感器、前置放大器、主放大器、数据采集卡、支撑装置；激振器固定在工件的表面上，工件采用具有弹性的支撑装置进行支撑；