[发明专利]一种残余应力振动定位均化方法

摘要

一种残余应力振动定位均化方法，它包含如下步骤：(1)模拟时效件加工过程，定量获得工件内残余应力场分布；(2)依据(1)确定需要均化残余应力的具体部位；(3)对工件进行模态分析，优选振型，使模态高应力区与工件高残余应力区对应；(4)依据所选振型确定支撑点、激振点、激振频率；(5)对振动时效进行动力学分析，优选激振力；(6)对振动时效进行疲劳分析，优选激振力、激振时间；(7)利用优选的振动时效工艺参数对工件实施振动；(8)确定下一处需时效的高残余应力部位；(9)重复(3)至(8)，直至应力场得到均化。该方法运行成本低，周期短、节能环保，时效效果稳定，造成的疲劳损伤小。

主权项

一种残余应力振动定位均化方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：建立时效件仿真模型，对铸造、锻造、轧制、热处理、切削加工工艺过程进行模拟，仿真所得时效件具有结构形状特性、应力分布规律以及残余应力大小；步骤二：依据残余应力的分布特点，确定残余应力高而需降低和均化应力的具体部位；步骤三：分析不同结构形状时效件的振动模态，优选振型使模态高应力区对应于时效件高残余应力区；对于结构尺寸小，激振器无法安装的时效件，采取与振动台组合振动时效，时效件的模态应力分布与组合振动的振型有关，还与时效件在振动台的放置位置有关，在激振器安装方便的前提下，将时效件刚性连接在振动台高模态应力处，使时效件获得较高动应力；步骤四：在保持时效件平稳的前提下，所选振动模态的节点即为振动时效时工件的支撑点；所选振动模态的波峰即为振动时效时工件的激振点；激振频率为该阶固有频率；步骤五：在所选振动模态下，对振动时效进行动力学分析，比较不同大小激振力产生的不同动应力场，选择激振力大小使激振产生的动应力与残余应力叠加超过材料的屈服极限，高残余应力得以降低和均化；在实施数值模拟时用激振产生的位移来表征激振力大小，这样可以避免由于阻尼系数选取不准确带来计算动应力的偏差；优选激振位移，使残余应力均化达到设定范围；步骤六：在所选振动模态下，对时效件进行振动疲劳寿命分析，比较在不同激振力、激振时间下，振动对时效件造成的疲劳损伤，合理选择激振力、激振时间，使产生的疲劳损伤不超过设定的疲劳损伤容限；步骤七：利用优选的振动时效工艺参数对时效件实施振动时效；步骤八：对步骤七振动时效过程进行模拟，依据振动后残余应力分布确定下一处需振动时效的高残余应力部位；步骤九：对步骤八确定的高残余应力部位重复步骤三至步骤八，直至时效件残余应力场得到均化。