振動(dòng)消除應(yīng)力效果的基礎(chǔ)研究(一)
點(diǎn)擊數(shù):12472024-08-12來(lái)源:
關(guān)于振動(dòng)消除應(yīng)力(VSR)方法已爭(zhēng)論了35年之久。與自然失效或熱失效相比,它是消除結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力的新方法。研究工作從典型的由噴丸硬化或塑性彎曲產(chǎn)生殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)單疲勞試驗(yàn)已經(jīng)發(fā)展到鑄件和焊接件的振動(dòng)處理試驗(yàn)。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),通常將偏心質(zhì)量電機(jī)夾緊在工件上,令其在不同振動(dòng)頻率各振動(dòng)15分鐘。試驗(yàn)表明,應(yīng)用VSR技術(shù)對(duì)直至若干噸重的鑄件和焊接件處理后,大大提高了這些構(gòu)件在后續(xù)機(jī)加工等工序中的尺寸穩(wěn)定性。該工藝能提高尺寸穩(wěn)定性這一點(diǎn)是不能否認(rèn)的。然而,各種旨在評(píng)價(jià)和解釋該項(xiàng)技術(shù)的研究工作得出了不同結(jié)論,有的公開(kāi)提出異議,也有樂(lè)觀但不失謹(jǐn)慎。
McCroldrik和Saunders早期對(duì)鑄件和空間焊接構(gòu)架所做的工作雖沒(méi)有給出充分的數(shù)據(jù),但其結(jié)論是:振動(dòng)消除應(yīng)力在于振動(dòng)處理過(guò)程中塑性變形的出現(xiàn),欲得到一定的應(yīng)力降低幅度,應(yīng)令其共振。這個(gè)結(jié)論得到Moore的噴丸硬化楔形懸臂梁試驗(yàn)結(jié)果的支持。
六十年代初,Buhler和Pfalzgraf發(fā)表了四篇有關(guān)這方面的論文,介紹了不同的鑄件和焊接件的試驗(yàn)。通過(guò)在疲勞極限附近增大循環(huán)應(yīng)力使殘余應(yīng)力降低了20%,但由于他們擔(dān)心潛在的疲勞失效,使試驗(yàn)受到限制,應(yīng)力幅沒(méi)有達(dá)到大幅度降低應(yīng)力的要求。Adoyan等人雖然也像Buhler和Pfalzgraf一樣擔(dān)心振動(dòng)處理過(guò)程中鑄件可能失效,但他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻證明了振動(dòng)處理大大改善了鑄鐵件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,他們建議用退火和振動(dòng)結(jié)合的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
Loksin在預(yù)加載鑄鋁環(huán)上疊加共振循環(huán)應(yīng)力,結(jié)果使應(yīng)力釋放了70%。1971年Sagalevich和Meishter宣布,他們成功地用偏心質(zhì)量激振器處理焊接鋼板車體,使焊接變形降低了50%。