基于频谱分析法的振动时效系统

经过热加工（如铸造、锻压、焊接）和压力加工的金属零件表面和内部会 存在残余应力和变形。残余应力的存在对构件是有害的，如降低工件强度和疲 劳极限、造成脆性断裂、加快构件在腐蚀大气中的腐蚀速度等；分布不均的残 余应力会对构件尺寸精度和稳定性产生极为不利的影响。因此消除残余应力是 机械制造工业技术中的一项重要课题。 当前，消除构件残余应力的方法主要有自然时效、热时效、振动时效。振 动时效较自然时效和热时效具有投资少、效率高、污染少等优点，已得到越来 越广泛的应用。但是，现有大部分的振动时效系统具有扫频速率较慢、易漏频 等缺点，而且振动时效机理尚未被解释清楚。因此，开发了基于频谱分析法的 振动时效系统，并在此系统的基础上，研究振动时效机理。 频谱分析法是将时域信号变换至频域加以分析的方法，其目的是把复杂的 时间历程波形，经过傅里叶变换以获得信号的频率结构。将此方法应用到振动 时效中获取工件固有频率，可克服传统振动时效中的缺点。此外，构建振动时 效控制系统的构建采用 VB 和 MATLAB 混编，并结合数据采集卡、变频器和激 振电机等硬件，具有开发灵活性好、自动化程度高等优点，并且缩短了产品开 发周期。经过该系统处理的试件残余应力平均下降 46.62%，达到了振动时效消 除残余应力标准。