[发明专利]模态宽频振动消除应力设备的信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号处理方法，特别是涉及一种用于振动时效的信号处理方法。

背景技术

振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是利用机械方法使金属构件的工件振动，在共振条件下对工件施以循环动应力，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛或重新分布而达到尺寸稳定的目的。与热时效相比，振动时效具有投资少、见效快、运行费用低和有利于环保等优点。

振动时效处理过程中根据工件的物理形态和结构应力特性，需要通过测定激振源产生的众多振动频点完成对多振型振动模拟，实现对工件的振动时效，现有的激振器多用于大型工件，对于中小工件而言这种多振型振动模拟尤为困难，现有的激振器对时效振动过程中的信号采集和处理方法无法直接应用。

如图1所示，存在一种作为模态宽频振动消除应力设备的宽频激振器，包括底座、直线电机、工件夹紧装置和导轨，所述直线电机固定安装在底座上，所述工件夹紧装置通过导轨安装在底座上，所述直线电机的输出轴固定连接在工件夹紧装置上，所述直线电机的输出轴的轴线与导轨平行。工作时首先将工件8固定安装在工件夹紧装置3上，然后控制直线电机2的输出轴以设定的频率来回运动，从而带动固定安装在工件夹紧装置3上的工件，实现工件8的振动时效处理。

如图2所示还包括由于控制上述宽频激振器的由直线电机控制电路、位置传感器模块100、实时驱动控制模块200和集成显示处理模块300组成的控制电路。

位置传感器模块100，用于采集宽频激振器50工况时运动部件的状态信号，调理采集的状态信号；其中包括光栅尺位移传感器，用于采集宽频激振器50的直线电机工况时的位移信号；包括激光位移传感器，用于采集宽频激振器50的直线电机工况时夹紧装置固定的工件的位移信号；

实时驱动控制模块200，用于依据存储的时效处理模型和待处理工件的初始化数据，实时进行模态分析及振动数据计算，生成宽频激振器50的控制数据，转换为驱动信号输出至宽频激振器50的直线电机控制电路；接收传感器采集的宽频激振器50的工况数据，参与振动数据的计算，形成修正的控制数据；传送宽频激振器50的工况数据至集成显示处理模块300；接收集成显示处理模块300传送的振动数据计算过程的控制参数；

集成显示处理模块300，用于提供系统间的数据通信端口和人机交互界面，接收并存储实时驱动控制模块200发送的宽频激振器50的工况数据，生成并发送生成并发送模态宽频振动消除应力控制参数。针对应用于中小工件振动时效的模态宽频振动消除应力设备需要相适应的信号处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动时效信号处理方法，解决中小工件在高频激振源作用下振动时效处理效果较差的技术问题。

本发明模态宽频振动消除应力设备控制电路的信号处理方法，其特征在于包括以下步骤：

初始化控制电路及直线电机；

控制电路通过传感器检测直线电机和工件的时域信号；

控制电路发送第一扫频信号控制直线电机输出轴往复运动，同时采集工件的时域信号；

控制电路将采集的时域信号转换为频域的模态参数，由上位机进行模态分析；

控制电路根据上位机形成的频率数据，形成第二扫频信号，控制直线电机完成振动时效处理。

所述采集的时域信号包括工件的时域位移信号、时域速度信号和时域加速度信号。所述第一扫频信号为正弦扫频信号。

所述第一扫频信号为包含一组频点的点频扫描范围。

所述控制电路发送的第一正弦扫频信号设定如下：

u′(i)=Acos(fcurrfISR×2π×i)]]>  i=1,...,N