[发明专利]一种定位振动时效控制时效件疲劳寿命的方法

摘要

本发明是一种定位振动时效控制时效件疲劳寿命的方法，它包含如下步骤：(1)确定时效件的时效区域；(2)对时效件进行模态分析，优选振型，使时效区域与疲劳区域一致；(3)依据所选振型确定装卡方式及激振频率；(4)改变激振力大小，对时效区域进行动应力测试；(5)对时效区域进行振前残余应力测试；(6)根据(4)，分别选择不同的激振力进行振动时效；(7)对时效区域进行振后残余应力测试，并与(5)获得的结果进行对比；(8)进行疲劳实验，获得固定振型、固定激振频率下，不同激振力振动时效后时效件的疲劳寿命。本发明对振动时效的动应力进行了测试，避免了振动时效的盲目性，且通用性强，研究成果可靠性高。

主权项

一种定位振动时效控制时效件疲劳寿命的方法,该方法具体步骤如下：步骤一：根据时效件的材料和结构形式，并根据生产实践过程中残余应力测试经验及结合有限元数值仿真，分析时效件残余应力的分布规律，确定时效件需要时效的区域；步骤二：对时效件进行模态分析，优选振型，使时效件的时效区域与疲劳区域一致；步骤三：根据步骤二所选振型确定时效件安装形式和激振频率；步骤四：将应变片贴在时效件的时效区域，根据步骤三，将时效件安装于振动平台上，固定激振频率，改变激振力大小，利用动态应变测试仪和数据采集系统记录动应变数据，根据动应变数据计算出动应力(不局限于此种动应力测试方法)；步骤五：将一批时效件进行分组，并对其分组情况进行标识。从每组中选取若干件时效件并将其编号，使用钻孔法、剥层法、X射线衍射法、中子衍射法(不局限于这几种残余应力测试方法)对时效件进行振动时效前残余应力测试；步骤六：将时效件的分组状态与步骤五对应，按照与步骤四相同的安装形式，根据步骤四得到的动应力数据，分别选择不同的激振力对不同组的时效件进行振动时效，振动时间一定；步骤七：为了定量评价残余应力均化效果，对步骤五从各组中选取的时效件的时效区域进行振动时效后残余应力测试；步骤八：将不同振动状态的时效件进行疲劳实验(拉‑压、拉‑拉、扭转、弯曲等疲劳实验)，获得固定激振频率下，不同激振力振动时效后的疲劳寿命；其中，步骤四中所述的“将应变片贴在时效件的时效区域，根据步骤三，将时效件安装于振动平台上，固定激振频率，改变激振力大小，利用动态应变测试仪和数据采集系统记录动应变数据，根据动应变数据计算出动应力”，其具体实现过程如下：用502胶水将应变片贴在时效件的时效区域，将应变片与动态应变测试仪对应的端口用导线连接，并将动态应变测试仪和数据采集系统连接，数据采集系统与电脑连接，然后固定激振频率，改变激振力大小，在振动过程中记录动应变数据。最后根据材料力学公式计算出主应力，由第四强度理论计算出等效动应力；其中，步骤五中所述的“将一批时效件进行分组，并对其分组情况进行标识。从每组中选取若干件时效件并将其编号，使用钻孔法、剥层法、X射线衍射法、中子衍射法(不局限于这几种残余应力测试方法)对时效件进行振动时效前残余应力测试”，其具体实现过程如下：将一批时效件分为若干组，并对其振动状态进行标识，分为A，B，C，……等组，然后从每一组中选取若干个时效件并将其编号为A‑1，A‑2，A‑3，……，使用钻孔法、剥层法、X射线衍射法、中子衍射法(不局限于这几种残余应力测试方法)对时效件进行振动时效前残余应力测试，振前残余应力测试可以只测试时效件表面残余应力，也可以测试时效件表面及其垂直于时效件表面深度方向的残余应力；其中，步骤八中所述的“将已标识的时效件进行疲劳实验(拉‑压、拉‑拉、扭转、弯曲等疲劳实验)，获得固定激振频率下，不同激振力振动时效后的疲劳寿命”，其具体实现过程如下：利用升降法与成组法相结合的方法，绘制出每种振动状态的S‑N曲线。