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振动时效

一、前 言 机械工程中的许多工件,常因在加工制造过程中,其内部产生“残余应力”,使得工件变形,造成结构尺寸不准,影响精度。较大的“残余应力”还会引起工件的损坏,腐蚀,脆断。因此人们对“残余应力”及其消除的方法一直在进行研究。过去常利用一些外界因素(诸如加热,静力和循环加载以及摩擦作用等)来控制与消除“残余应力”。 第二次世界大战结束不久,欧美一些国家工业设备受破坏,且能源亦紧张,因此人们开始研究用振动来消除内应力的方法。并简称为“VSR”(Vibration strss Reft。f)法。国外60年代已被采用于航空、机械、化工设备等领域。其忧点表现在适用范围广泛,从材料角度来看铸铁、碳钢、合金陶瓷和玻璃等均可适用。对多类零部件(特别对铸、焊、锻件)的形状、尺寸和重量没有限制,且振动处理时间短,能耗很小,加上设备简单,使用维修又方便,故具有很大的经济效益(与热时效相比,可节约能源与成本卯%左右)。国内自叩年代起步,并在广泛深入,今...  (本文共6页) 阅读全文>>

湖南大学
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振动时效消除残余应力的有限元分析和试验研究

随着我国核电技术的快速发展,为满足日益增长的能源需求,越来越多的核反应堆投入建设和运行,在反应堆核燃料制程中会产生大量的贫铀核废料。贫铀废料的存储量日益堆积且管理耗费巨大,因此不得不为其另谋出路,现今贫铀合金材料已应用于军事用品和民用工业中。但由于核废料加工成贫铀合金毛坯件的过程中,较大的残余应力的存在使毛坯件发生变形,从而影响了试件的加工尺寸稳定精度并造成了后续加工的困难。针对该问题本课题基于振动时效技术,以贫铀合金试件为研究对象,应用计算机建模仿真技术和试验方法,对振动时效效果和工艺参数进行了研究和分析。本文主要做了以下研究工作:(1)从残余应力的产生机理、消除途径和测量方法等方面进行阐述,分别从宏观和微观角度分析工件振动时效残余应力变化机理。并从振动时效工作原理出发,设计了振动时效试验方案和相应的试验装置。(2)建立了振动时效过程弹塑性有限元模型,对贫铀合金试件进行动力学特性分析,以梁类和板类试件为例,分析了振型模式、支撑...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
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冷轧板带的振动时效处理

目前,振动时效技术在大型铸件、锻件、焊接板的应用上已经得到了较为广泛的推广,并且其相关的文献及研究成果很多,但是关于振动时效处理冷轧板带方面的研究鲜有报道。本课题以冷轧板带为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的方法,制定冷轧板带的振动时效工艺,对板带进行振动时效试验。1、全面分析了残余应力产生的机理及对金属工件的影响,并且结合冷轧板带的生产工艺特点,分析板带残余应力产生的原因及其对板带质量的影响。基于循环载荷下金属材料的应力与应变的特性理论,从宏观角度上探讨了振动时效的机理。基于在循环应力下晶体的位错运动过程,从微观角度探讨了残余应力的消除机理。2、对振动时效技术的工艺进行研究。振动时效技术的三大工艺参数为:激振力、激振频率、激振时间。本文首先结合相关文献,探讨了三大工艺参数选择方法,然后对振动时效的其它工艺:选择激振位置、工件约束条件、评价方法进行了详细的阐述。最后根据冷轧板带的生产工艺、尺寸等特点,制作了一款夹紧装置,改进激...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

振动时效消减焊接残余应力的数值仿真及试验研究

焊接残余应力是焊接结构产生变形和开裂的重要原因。一般情况下,残余应力的存在也会对焊接构件的机械加工精度和使用寿命产生不良影响。所以降低焊接残余应力成为机械制造工业技术中的一个重要研究领域。与传统消除应力方法相比,振动时效具有适用性强、操作简单、低能耗和生产周期短等优点,在机械制造领域已获得广泛应用。但是,目前振动时效的机理还在进一步探索中,在应用该技术对构件进行处理时,工艺参数的选择主要根据经验确定,存在一定的盲目性,使振动时效消减残余应力的效果未能达到理想的水平。以低碳钢板焊接试件和船用结构钢板焊接试件为研究对象,利用有限元模拟焊接过程,获得焊接温度场和残余应力场的分布规律,确定了构件上消除残余应力的重点部位。进一步利用有限元技术模拟了船用结构钢板焊接构件的振动时效过程,分析支撑方式、激振位置、激振力的大小对试件固有频率、振型和对振动时效效果的影响,为振动时效工艺参数的选择提供了科学依据和指导。利用振动时效装置对船用结构钢板焊...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

铝合金厚板振动时效工艺以及效果的研究

振动时效技术的优点越来越得到人们的青睐。目前,振动时效在黑色金属领域应用较为广泛,然而在有色金属领域的应用研究却很少见到报道。随着有色金属,尤其是铝合金在工程中的广泛应用,这一领域的研究越来越引起人们的重视。本文从振动时效机理研究出发,着重对铝合金厚板的振动时效工艺及效果展开研究,然后进行了振动时效对工件性能影响的探讨,最后用不同厚度的铝合金厚板进行试验研究来验证。1、振动时效的机理分析振动时效机理的研究实质是振动过程中残余应力的消除和均化过程的研究。所以,本文首先对残余应力进行了较全面的分析,然后运用循环载荷下金属材料的应力与应变特性理论从宏观上解释振动时效机理,再运用细观力学方法从微观上对振动时效的机理进行深入的分析,最后提出了振动时效技术的机理。2、振动时效的工艺研究振动时效技术的三大关键工艺参数为:激振力、激振频率、激振时间,最后综合反映到动应力上。本文先对三个关键参数的选取方法进行了探讨,然后结合资料和现场试验提出了关...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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DH36钢焊接结构的振动时效判据及热振时效研究

振动时效是一种具有绿色环保、设备便携、快捷高效等优点的焊接残余应力消除方法,具有广泛的应用前景。在振动时效处理后,伴随着残余应力的降低,构件的振动特性往往发生一定的变化。在国家标准和工程上通常以这一点为基础定性地判断振动时效是否产生效力。但是目前关于应力与振动特性之间的关系的研究较少,因而基于这一关系进行的判断经验性较强,缺乏定量化的研究,存在很大的局限。本课题结合海洋结构工程DH36低合金钢焊接部件的振动时效研究,采用理论分析、试验研究与数值模拟技术相结合的方法,研究了振动时效条件下焊接峰值残余应力降低幅度与构件振动特性变化之间的关系,以期由此得出一个较为快捷和准确地估计振动时效工艺有效性的方法,并针对不同的焊接结构开展了相应的应用研究。对薄板矩形DH36低合金钢焊接结构件使用振动时效可以显著地消除其残余应力。有无振动时效处理两种情况下的焊接试样整体力学性能没有显著改变,硬度和金相组织结构也没有显著差别,由此排除了DH36低合...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>