[发明专利]一种确定超声振动时效激振频率的方法

说明书

确定超声振动时效激振频率的方法，其特征在于：测试分析得到时效工件的平均晶粒度；确定超声波在时效工件中的传播速度；确定晶粒介观尺度的谐振频率；确定超声振动时效的激振频率。本发明提出的一种确定超声振动时效激振频率的方法确定的超声振动时效的激振频率，是从晶粒介观尺度的谐振角度进行推导分析得到的，因此在确定的激振频率下对工件进行超声振动时效处理，能够获得理想的超声振动时效效果，同时采用本发明提出的方法确定超声振动时效的激振频率具有过程简单、耗时短以及效率高的优点。

技术领域

本发明涉及振动时效技术领域，特指一种确定超声振动时效激振频率的方法。

技术背景

振动时效技术，是通过振动，使工件内部残余应力与附加振动应力之和超过材料的屈服极限，材料内部产生微量塑性变形，从而使材料内部残余应力得以降低。振动时效技术具有处理效果好、处理时间短、环境污染小、能耗低、易于现场操作等特点，属于高效节能绿色环保的时效处理技术；在二十一世纪振动时效技术具备了取代传统热时效技术的可能。因此，对振动时效工艺开展研究具有非常重要的工程应用价值，能够为振动时效技术的推广应用提供技术支持。

振动时效的工艺直接影响其消除残余应力的效果，是振动时效技术领域研究的一个重点。振动时效的工艺参数主要包括激振频率、激振动应力以及激振时间。对于振动时效激振频率的确定，主要依据的是传统的扫频法。扫频法确定振动时效激振频率的步骤主要包括：第一步，首先对时效工件进行扫频激振处理，找出其在扫频范围内最大的共振峰，确定工件的共振频率。在第一步对工件进行扫频激振处理时，需要清楚工件的振型，然后在工件振型节点处对工件进行弹性支撑，在工件振动幅值最大处安装传感器。第二步，然后确定工件的亚共振区，在亚共振区内选择共振峰值的1/3～2/3所对应的频率作为振动时效的激振频率。扫频法确定时效工件的共振频率时，是对工件进行整体激振处理，适用于采用可调速电机作为激振设备的传统振动时效技术，然而对工件进行超声振动时效处理时，是对工件的局部区域进行超声振动时效处理，工件并未产生整体的振动，因此无法采用传统的扫频法确定超声振动时效的激振频率。

针对传统的扫频法无法确定超声振动时效激振频率的不足，本发明提出一种确定超声振动时效激振频率的方法，首先通过测试分析得到时效工件的平均晶粒度，然后确定超声振动时效的激振频率。通过本发明提出的一种确定超声振动时效激振频率的方法确定超声振动时效的激振频率，并在此激振频率下对工件进行超声振动时效处理，能够有利于时效工件吸收超声振动能量，确保工件经过超声振动时效处理后能够获得理想的时效效果。

发明内容

为了解决传统的扫频法无法确定超声振动时效激振频率的难题，本发明提出一种确定超声振动时效激振频率的方法。本发明提出的一种确定超声振动时效激振频率的方法是以介观尺度的晶粒作为出发点，分析得到晶粒介观尺度的谐振频率，并以此为基础确定超声振动时效的激振频率，能够确保超声振动能量被时效工件有效吸收，从而确保在此激振频率下对时效工件进行超声振动时效处理，能够获得理想的时效效果。

确定超声振动时效激振频率的方法，其特征在于：测试分析得到时效工件的平均晶粒度；确定超声波在时效工件中的传播速度；确定晶粒介观尺度的谐振频率；确定超声振动时效的激振频率。

所述的确定超声振动时效激振频率的方法，其特征在于：将测试分析得到的时效工件的平均晶粒度作为超声波的波长λ，根据超声波波长λ与超声波传播速度v之间的关系v＝λf，计算得到晶粒介观尺度的谐振频率f。