检测残余应力

残余应力检测法是对振动消除残余应力效果评定较重要也是较直观的方法，各振动标准由于其适用对象不同，其残余应力检测评价的方法和指标略有不同，从检测方法、检测要求、评价指标三个方面对各振动标准进行了统计。以下分标准对应力检测评定方法进行具体介绍： JB/T 10375-2002 《焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求》。检测方法：推荐使用盲孔松弛法，也可使用X射线衍射法或在条件许可时使用磁性法。检测区域：采用盲孔法测试时，测试点处材料厚度应大于钻孔直径的四倍。测点数量：每个构件可选择二至三条主焊缝。每条主要焊缝的测试点不得少于三个。测试点应布置在焊缝中心或焊缝根部。评定指标：用振前和振后的应力平均值计算应力降低率，降低率应大于30%。用振前和振后的较大与较小应力差衡量应力的均匀化程度，振动后的计算值应小于振动前的计算值。较大及较小应力一般应以焊缝的主应力或纵向应力为准。振动时效设备为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温或室外自然环境下长期放置，然后才进行切削加工。检测残余应力

振动时效优点：①机械性能明显进步，通过振荡时效处理的构件其剩余应力能够被消除20%—80%左右，高拉应力区消除的份额比低应力区大。因而能够进步运用强度和疲惫寿数，下降应力腐蚀。能够防止和削减因为热处理、焊接等工艺进程造成的微观裂纹的发作。能够进步构件抗变形的能力，安稳构件的精度，进步机械质量。②适用性强，因为设备简单易于搬动，因而能够在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制，从几十公斤到几十吨的构件都能够运用振荡时效技能。特别是对于一些大型构件无法运用热时效时，振荡时效就具有更加突出的优越性。③节省时间、能源和费用，振荡时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需求一至两天以上，且需求大量的火油、电等能源。因而，相对与热时效来说，振荡时效可节省能源90%以上，可节省费用95%以上，特别是能够节省制作大型焖火窑的巨大投资。江苏振动时效振动消除应力设备振动时效又称振动消除应力法。

振动时效时应注意的几个问题：(1)发生强迫共振：随着振动频率的升高，电机电流一直上升无下降趋势，这时即发生了强迫共振，这种现象一般是由被振工件的重量太小而刚性又太大所导致。(2)找不到共振区：在扫频过程中发现随着频率的升高，电枢电流也缓慢增加，但是电流并不大，直到扫频结束加速度始终在增加并很小，这种现象一般都是由于工件的固有频率超出设备的控制频率范围。对于发生以上情况，通过实验的方法可以解决。反复改变激振力和支撑点以及激振器的装卡位置；采用悬臂的方法(将工件一端固定，激振器装卡在另一端的方法)，也可以采用组合振动法(将多个工件刚性连接在一起可以降低工件的固有频率)。

目前，振动时效技术已在建筑、机械、装备制 造等领域得到了普遍的应用。振动时效技术与自然时效和热时效技术相比，具有低能耗、高效率、低成本、绿色环保等优点。随着产品制造技术的发展， 对构件性能的要求越来越高，新的时效工艺和理论 也在相应地不断发展。综合当前的研究成果，振动时效技术仍存在以下问题值得深入研究探索：(1) 应力调控的微观作用机理。需要研究如何利用振动或蠕动的频率、功率和时间去打破、消弱或增强晶格间约束力的机理，以及研究高能声波在 材料内部以强烈振幅传播所造成的局部升温对材料晶体原子克服位错阻力做功的关系。较终通过有效地控制晶格间的约束力和松弛状态来实现有效 调节和控制残余应力。(2) 振动时效效果检测技术。振动时效设备可以精确地模拟产品在实际使用环境下的振动条件。

振动时效是“锤击松弛法”（敲击时效）的发展。振动时效过程中，采用激振装置对应力工件施以循环载荷，利用周期性的动应力（激振力）与构件残余应力叠加达到材料的屈服应力，使构件共振并产生局部塑性变形，这种塑性变形往 往首先发生在残余应力较大处，使残余应力松弛和释放、尺寸稳定，从而达到时 效目的 。振动时效是热处理的补充和发展，可在很大范围内代替热处理。 振动时效可以解释为一个闭环控制的“激励-响应”振动体系。常用的“激励源”（激振器）是一个有偏心质量的电机，偏心块的旋转产生激振 力，可通过调节偏心距改变激振力大小。激振器与工件通过C型夹刚性固定。相对与热时效来说，振动时效可节省能源90%以上，可节省费用95%以上。振动时效去残余应力

振动时效可以提高构件抗变形的能力，稳定构件的精度，提高机械质量。检测残余应力

当受到振动时，施加于零件上的交变应力与零件中的残余应力叠加。当应力叠加的结果达到一定的数值后，在应力集中较严重的部位就会超过材料的屈服极限而发生塑性变形。这塑性变形降低了该处残余应力峰值，并强化了金属基体。而后，振动又在另一些应力集中较严重的部位上产生同样作用，直至振动附加应力与残余应力叠加的代数和不能引起任何部位的塑性变形为止，此时，振动便不再产生消除和均化残余应力及强化金属的作用。振动时效实质是以振动的形式给工件施加附加应力，当附加应力σ动与残余应力σ残叠加后，达到或超过材料的屈服极限σs时，即σ动+ σ残≥ σs工件发生微观或宏观塑性变形，从而降低和均化工件内的残余应力，并使其尺寸精度达到稳定。检测残余应力

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