[发明专利]一种确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的方法

说明书

确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的确定方法，包括以下步骤：采用有限元软件模拟构件加工制造过程，获取峰值残余应力在构件上的具体位置和大小；搭建超高频振动时效系统；粘贴应变式传感器；得到超高频振动时效激振设备定点激振时构件上的动应力分布状态；确定超高频振动时效消除残余应力的有效范围；确定仿生爬行式超高频振动时效爬行的间距。本发明具有能够提高仿生爬行式超高频振动时效技术的效率与效果的优点。

技术领域

本发明涉及振动时效技术领域，特指一种确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的方法。

背景技术

振动时效是一种常用的残余应力消除方法，即通过振动的方式，使构件内部的残余应力与附加动应力之和超过材料的屈服极限，材料内部产生微量的塑性变形，从而达到降低材料内部残余应力的目的。振动时效技术具有处理效果好、处理时间短、便于现场操作、环境污染小、能耗低等优点，是一种节能、绿色环保的时效处理技术，因此对振动时效技术开展研究具有重要的意义。

仿生爬行式振动时效技术，指的是将振动能量注入到构件残余应力较大的局部区域，对该位置进行激振处理；当该区域激振处理结束后，将激振设备移动到下一残余应力较大的局部区域进行激振处理。采用仿生爬行的方式，通过对每个残余应力较大的局部区域进行逐次的激振处理，从而达到消除构件整体残余应力的目的。

高频振动时效技术和超声振动时效技术是将激振频率大于1kHz的超高频振动能量注入到材料残余应力较大处，从而达到消除材料残余应力的目的，通常将这两种时效技术统称为超高频振动时效技术。然而目前超高频振动时效技术的工艺参数确定方法还不够完善，尤其是对仿生爬行式超高频振动时效技术的爬行间距的确定方法的研究还非常匮乏，如果爬行间距太小会导致仿生爬行式超高频振动时效处理效率下降，如果爬行间距太大会导致某些局部区域的残余应力消除效果不理想，从而降低构件整体的残余应力消除效果。综上所述，我们不难发现爬行间距的确定已经成为制约仿生爬行式超高频振动时效技术推广与应用的关键问题，因此有必要对仿生爬行式超高频振动时效技术的爬行间距的确定方法展开研究。

针对仿生爬行式超高频振动时效技术的爬行间距的确定方法的研究还非常匮乏的现状，本发明提出一种确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的方法，能够提高仿生爬行式超高频振动时效技术的处理效率，降低操作人员的劳动强度，助力振动时效技术的推广与应用。

发明内容

为了解决仿生爬行式超高频振动时效技术的爬行间距的确定方法的研究还非常匮乏，从而导致仿生爬行式超高频振动时效效率不高且效果不够理想的问题，本发明提出一种确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的方法，即通过测试动应变的方式来确定超高频振动时效单次激振处理后残余应力得以消除的有效范围，从而在此基础上形成确定仿生爬行间距的方法。本发明具有能够提高仿生爬行式超高频振动时效技术的效率与效果的优点。

确定仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的方法，包括以下步骤：

(1)采用有限元软件模拟构件加工制造过程，获取峰值残余应力在构件上的具体位置和大小；

(2)搭建超高频振动时效系统；

(3)粘贴应变式传感器；

(4)得到超高频振动时效激振设备定点激振时构件上的动应力分布状态：对构件两端进行固定约束后，启动超高频振动时效系统对构件进行超高频激振处理，动态应变仪实时显示应变式传感器采集回来的应变信号，同时将该应变信号数据传输至上位机系统，上位机系统记录下峰值应变，并根据动应力与应变之间的关系，将应变转换为动应力；

(5)确定超高频振动时效消除残余应力的有效范围；

(6)确定仿生爬行式超高频振动时效爬行的间距。

进一步，所述的有限元软件为ANSYS有限元软件。