振動消除應(yīng)力效果的基礎(chǔ)研究（一）

點(diǎn)擊數(shù)：36192024-08-12來源:

  關(guān)于振動消除應(yīng)力（VSR）方法已爭論了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)力的簡單疲勞試驗(yàn)已經(jīng)發(fā)展到鑄件和焊接件的振動處理試驗(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，令其在不同振動頻率各振動15分鐘。試驗(yàn)表明，應(yīng)用VSR技術(shù)對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，有的公開提出異議，也有樂觀但不失謹(jǐn)慎。

    McCroldrik和Saunders早期對鑄件和空間焊接構(gòu)架所做的工作雖沒有給出充分的數(shù)據(jù)，但其結(jié)論是：振動消除應(yīng)力在于振動處理過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)心振動處理過程中鑄件可能失效，但他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻證明了振動處理大大改善了鑄鐵件的長期穩(wěn)定性，他們建議用退火和振動結(jié)合的方法來解決這個(gè)問題。

    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%。