[发明专利]密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置

说明书

本申请涉及材料性能研究技术领域，尤其涉及一种密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置。所述装置包括装有流体介质的压力容器；和多个分布固定连接于所述压力容器侧壁及底部的超声换能器，所述超声换能器的发射端与所述压力容器内部连通设置；以及紧固连接于所述压力容器底部的支撑体，所述支撑体内部留有容纳连接于所述压力容器底部的超声换能器的容纳空间。本申请所提供的密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置解决了现有技术难以对复杂结构构件的残余应力进行消减及均化的问题。

技术领域

本申请涉及材料性能研究技术领域，尤其涉及一种密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置。

背景技术

随着航天工业、压力容器、制造业等领域在经济发展中作用的日益显著，以及工程应用中对各类构件的应用也越来越多，对各类构件的生产及质量要求也就越来越高。由于构件应力的存在，会直接导致构件出现裂纹，诱发开裂等现象，因此，无论是构件在制造过程中还是在工作中产生的应力，对构件应力进行调控及消减都是人们重点研究的课题。

现有技术中，多采用自然时效方法和退火、回火、振动冲击等人工时效方法调控、消减构件应力，但是自然时效方法耗时长，少则数月，多则数年，不适合应用于对时间要求较高的工程应用中；振动冲击人工时效方法多用于结构形状较规则、表面较平整的板类和盘类等构件，无法实现对结构较复杂的、较精细的零部件的应力进行调控及消减，比如航空、水电、火电和压缩机等领域的箱体类、(曲)轴类等复杂结构的零部件，且振动冲击人工时效方法耗时也较长，一般至少需要数天到数月，还费力、工艺繁琐，同样不适用于对时间要求较高的工程应用中；退火、回火等人工时效方法的工艺繁琐，且对火候的控制需要较高的水平，对技术掌控能力要求较高，耗时一般也较长，至少需要三到五天的时间，同样不太适用于对时间要求、质量和经济要求较高的工程应用中。

发明内容

本申请提供了一种密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置，以解决现有技术难以对复杂结构构件的残余应力进行消减及均化的问题。

本申请提供了一种密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置，包括：

装有流体介质的压力容器；和

多个分布固定连接于所述压力容器侧壁及底部的超声换能器，

所述超声换能器的发射端与所述压力容器内部连通设置；以及

紧固连接于所述压力容器底部的支撑体，

所述支撑体内部留有容纳连接于所述压力容器底部的超声换能器的容纳空间。

本申请所提供的密闭式高能弹性波消减和均化构件残余应力装置采用了密闭的能够承受压力的压力容器，其顶部具有开口，流体介质可以从该开出处注入至其体内，待调控的构件也从该开口处放入至其体内并没入至前述流体介质中，再将该开口封闭，开启连通于该压力容器侧壁及底部的多个超声换能器，从不同方向持续发射高能弹性波至流体介质中；利用流体介质的弹性特性传递高能弹性波，并在流体介质中形成高能量的弹性波场，利用流体介质与构件良好的耦合效应，以及高能弹性波在液固界面发生的高能超声空泡效应所产生的较大的冲击波能量，使高能量的弹性波场耦合至构件的调控部位的表面及内部中；利用高能弹性波的高能超声诱导效应对其表面及内部的残余应力进行消减及均化。该装置可以多次重复使用，该构件可以进行过一次残余应力消减及均化工作后取出并检测其应力值，再重新放入压力容器中继续进行残余应力消减及均化工作，直至该构件的应力值下降至趋于平衡为止，以尽可能的达到最大程度的对构件残余应力的消减及均化效果。