振動時效去應力工藝

主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了振動時效工藝參數(shù)的選擇及技術要求和振動時效效果評定方法.

本標準適用于材質為碳素結構鋼,低合金鋼,不銹鋼,鑄鐵,有色金屬(銅,鋁,鋅其合金)等

鑄件,鍛件,焊接件的振動時效處理.

2　術語

掃頻曲線---將激振器的頻率緩慢地由小調大的過程稱掃頻.隨著頻率的變化,工件振

動響應發(fā)生變化.反映振動響應與頻率之間關系的曲線,稱掃頻曲線,如A---f稱振幅

頻率曲線；a-f稱加速度頻率曲線.

注：A表示振幅,a表示加速度,f表示頻率.　激振點---振動時效時,激振器在工件上的夾持點稱激振點.

3　工藝參數(shù)選擇及技術要求

首先應分析判斷出工件在激振頻率范圍內的振型.

振動時效裝置(以下簡稱裝置)的選擇.

裝置的激振頻率應大于工件的zui低固有頻率.

裝置的zui大激振頻率小于工作的zui低固有頻率時,應采取倍頻(或稱分頻)降頻等措施.

裝置的激振力應能使工件內產(chǎn)生的zui大動應力為工作應力的1/3~2/3.

裝置應具備自動掃頻,自動記錄掃頻曲線,指示振動加速度值和電機電流值的功能.穩(wěn)

速精度應達到+lr/min.

支撐工件,裝卡激振器和拾振器

為了使工作處于自由狀態(tài),應采用三點或四點彈性的支撐工件,支撐位置應在主振頻率

的節(jié)線處或附近.為使工件成為兩端簡支或懸臂,則應采用剛性裝夾.

激振器應剛性地固定在工件的剛度較弱或振幅較大處,但不準固定在工件的強度和剛度

很低的如大的薄板平面等部位,固定處應平整.

懸臂裝夾的工件,一般應掉頭進行第二次振動時效處理.特大工件,在其振動響應薄弱

的部位應進行補振.

拾振器應固裝在遠離激振器并且振幅較大處.

工件的試振

不允許試振的工件存在縮孔,夾渣,裂紋,虛焊等嚴重缺陷.

選擇激振器偏心檔位,應滿足使工件產(chǎn)生較大振幅和裝置不過載的要求,必要時先用手

動旋鈕尋找合適的偏心檔位.

*次掃頻,記錄工件的振幅頻率(A-f)曲線,測出各階共振頻率值,節(jié)線位置,波峰位

置.

必要時通過調整支撐點,激振點和拾振點的位置來激起較多的振型.

測定1-3個共振峰大的頻率在共振時的動應力峰值的大小.

選擇動應力大,頻率低在共振頻率作為主振頻率.

按主振型對支撐,拾振位置進行zui后調整.

注：主振頻率的振型稱為主振型.

　工件的主振

在亞共振區(qū)內選擇主振峰峰值的1/3-2/3所對應的頻率主振工件.

主振時裝置的偏心檔位應使工件的動應力峰值達到工作應力的1/3-2/3,并使裝置的輸

出功率不超過額定功率的80%.

進行振前掃頻,記錄振前的振幅時間(A-f)曲線.

主振工件,記錄振幅頻率(A-t)曲線.

起振后振幅時間(A-t)曲線上的振幅上升,然后變平或上升后下降然后再變平,從變平

開始穩(wěn)定3-5犿犻狀為振動截止時間,一般累計振動時間不超過40犿犻狀.

進行振后掃頻,記錄振幅頻率(A-f)曲線.

批量生產(chǎn)的工件可不作振前,振后掃頻.

有些工件可作多點激振處理,有些工件可用附振頻率作多頻共振輔助處理.是否調整支

撐點,拾振點位置視工件而定.

注：主振頻率以外的各共振頻率稱為附振頻率.

工件存在如夾渣,縮孔,裂紋,虛焊等缺陷,在振動時效中這類缺陷很快以裂紋擴展的形

式出現(xiàn)時,應立即中斷時效處理.工件排除缺陷后,允許重新進行振動時效.

振動時效工藝卡和操作記錄卡

批量生產(chǎn)的工件進行振動時效處理時,必須制訂"振動時效工藝卡",操作者必須嚴格執(zhí)

行并填寫"振動時效操作記錄卡"在工件上作已振標記.

"振動時效工藝卡"應按3.1-3.5條的要求,試驗三件以上,找出規(guī)律后制訂.

"振動時效工藝卡"和"振動時效操作記錄卡"的內容和格式分別參照附錄犅和附錄犆.

鑄件振動時效時,應使動應力方向盡量與易變形方向一致.

制訂焊接件振動時效工藝時,應明確工件上承受力的主要焊縫和焊縫.振動處理中,

其振動方向應使工件承受力的主要焊縫處的動應力zui大或較大.

4　振動時效工藝效果評定方法

　參數(shù)曲線觀測法

振動處理過程中從振幅時間(A-f)曲線和振前,振后振幅頻率(A-f)曲線的變化來監(jiān)

測.

2出現(xiàn)下列情況之一時,即可判定為達到振動時效工藝效果.

a 振幅時間(A-t)曲線上升后變平.

b 振幅時間(A-t)曲線上升后下降然后變平.

c振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的峰值升高.

d振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的峰值點左移.

e振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的帶寬變窄.

3振動處理過程中,如果不出現(xiàn)4.1.2條中所列的任一情況時,應重新調整振動參數(shù),按上

述規(guī)定的條款再進行時效處理后,重新檢驗.

4制訂有"振動時效工藝卡"的批量生產(chǎn)的工件,在振動時效時,用4.1.2條的a,b款

中只要出現(xiàn)一種情況,便可判定為達到振動時效工藝效果的方法來檢驗,并不再作下述

檢驗.

　殘余應力檢測法

使用盲孔法,也可使且X射線衍射法.

被振工作振前,振后的殘余應力測定點數(shù)均應大于5個點.

用振前,振后的應力平均值(應力水平)來計算應力消除率,焊件應大于30%,鑄鍛件應

大于20%.

3用振前,振后的zui大應力與zui小應力之差值來衡量均化程度,振后的計算值應小于振前

的計算值.

精度穩(wěn)定性檢測法

以要求精度穩(wěn)定性為主的工件,振后應進行精度穩(wěn)定性檢驗.

a精加工后檢驗.

b放置定期檢驗靜尺寸穩(wěn)定性,在放置15d時*次檢驗,以后每隔30d檢驗一次,總

的靜置時間半年以上.

c在動載荷后檢驗.

應根據(jù)具體情況選用上述條款.

各種檢驗結果均應達到設計要求.

1991-11-30發(fā)布      1992-07-01實施

1　主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了振動時效工藝參數(shù)的選擇及技術要求和振動時效效果評定方法.

本標準適用于材質為碳素結構鋼,低合金鋼,不銹鋼,鑄鐵,有色金屬(銅,鋁,鋅其合金)等

鑄件,鍛件,焊接件的振動時效處理.

2　術語

掃頻曲線---將激振器的頻率緩慢地由小調大的過程稱掃頻.隨著頻率的變化,工件振

動響應發(fā)生變化.反映振動響應與頻率之間關系的曲線,稱掃頻曲線,如A---f稱振幅

頻率曲線；a-f稱加速度頻率曲線.

注：A表示振幅,a表示加速度,f表示頻率.

激振點---振動時效時,激振器在工件上的夾持點稱激振點.

3　工藝參數(shù)選擇及技術要求

1首先應分析判斷出工件在激振頻率范圍內的振型.

振動時效裝置(以下簡稱裝置)的選擇.

1裝置的激振頻率應大于工件的zui低固有頻率.

2裝置的zui大激振頻率小于工作的zui低固有頻率時,應采取倍頻(或稱分頻)降頻等措施.

3裝置的激振力應能使工件內產(chǎn)生的zui大動應力為工作應力的1/3~2/3.

4裝置應具備自動掃頻,自動記錄掃頻曲線,指示振動加速度值和電機電流值的功能.穩(wěn)

速精度應達到+lr/min.

支撐工件,裝卡激振器和拾振器

1為了使工作處于自由狀態(tài),應采用三點或四點彈性的支撐工件,支撐位置應在主振頻率

的節(jié)線處或附近.為使工件成為兩端簡支或懸臂,則應采用剛性裝夾.

2激振器應剛性地固定在工件的剛度較弱或振幅較大處,但不準固定在工件的強度和剛度

很低的如大的薄板平面等部位,固定處應平整.

3懸臂裝夾的工件,一般應掉頭進行第二次振動時效處理.特大工件,在其振動響應薄弱

的部位應進行補振.

4拾振器應固裝在遠離激振器并且振幅較大處.

4　工件的試振

1不允許試振的工件存在縮孔,夾渣,裂紋,虛焊等嚴重缺陷.

2選擇激振器偏心檔位,應滿足使工件產(chǎn)生較大振幅和裝置不過載的要求,必要時先用手

動旋鈕尋找合適的偏心檔位.

3*次掃頻,記錄工件的振幅頻率(A-f)曲線,測出各階共振頻率值,節(jié)線位置,波峰位

置.

4必要時通過調整支撐點,激振點和拾振點的位置來激起較多的振型.

5測定1-3個共振峰大的頻率在共振時的動應力峰值的大小.

6選擇動應力大,頻率低在共振頻率作為主振頻率.

7按主振型對支撐,拾振位置進行zui后調整.

注：主振頻率的振型稱為主振型.

工件的主振

1在亞共振區(qū)內選擇主振峰峰值的1/3-2/3所對應的頻率主振工件.

2主振時裝置的偏心檔位應使工件的動應力峰值達到工作應力的1/3-2/3,并使裝置的輸

出功率不超過額定功率的80%.

3進行振前掃頻,記錄振前的振幅時間(A-f)曲線.

4主振工件,記錄振幅頻率(A-t)曲線.

5起振后振幅時間(A-t)曲線上的振幅上升,然后變平或上升后下降然后再變平,從變平

開始穩(wěn)定3-5犿犻狀為振動截止時間,一般累計振動時間不超過40犿犻狀.

6進行振后掃頻,記錄振幅頻率(A-f)曲線.

7批量生產(chǎn)的工件可不作振前,振后掃頻.

8有些工件可作多點激振處理,有些工件可用附振頻率作多頻共振輔助處理.是否調整支

撐點,拾振點位置視工件而定.

注：主振頻率以外的各共振頻率稱為附振頻率.

9工件存在如夾渣,縮孔,裂紋,虛焊等缺陷,在振動時效中這類缺陷很快以裂紋擴展的形

式出現(xiàn)時,應立即中斷時效處理.工件排除缺陷后,允許重新進行振動時效.

3.6　振動時效工藝卡和操作記錄卡

1批量生產(chǎn)的工件進行振動時效處理時,必須制訂"振動時效工藝卡",操作者必須嚴格執(zhí)

2"振動時效工藝卡"應按3.1-3.5條的要求,試驗三件以上,找出規(guī)律后制訂.

3.6.3"振動時效工藝卡"和"振動時效操作記錄卡"的內容和格式分別參照附錄犅和附錄犆.

3.7　鑄件振動時效時,應使動應力方向盡量與易變形方向一致.

3.8　制訂焊接件振動時效工藝時,應明確工件上承受力的主要焊縫和焊縫.振動處理中,

其振動方向應使工件承受力的主要焊縫處的動應力zui大或較大.

4　振動時效工藝效果評定方法

4.1　參數(shù)曲線觀測法

4.1.1振動處理過程中從振幅時間(A-f)曲線和振前,振后振幅頻率(A-f)曲線的變化來監(jiān)

測.

4.1.2出現(xiàn)下列情況之一時,即可判定為達到振動時效工藝效果.

a 振幅時間(A-t)曲線上升后變平.

b 振幅時間(A-t)曲線上升后下降然后變平.

c振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的峰值升高.

d振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的峰值點左移.

e振幅頻率(A-f)曲線振后的比振前的帶寬變窄.

4.1.3振動處理過程中,如果不出現(xiàn)4.1.2條中所列的任一情況時,應重新調整振動參數(shù),按上

述規(guī)定的條款再進行時效處理后,重新檢驗.

4.1.4制訂有"振動時效工藝卡"的批量生產(chǎn)的工件,在振動時效時,用4.1.2條的a,b款

中只要出現(xiàn)一種情況,便可判定為達到振動時效工藝效果的方法來檢驗,并不再作下述

檢驗.

4.2　殘余應力檢測法

4.2.1使用盲孔法,也可使且X射線衍射法.

4.2.1.1被振工作振前,振后的殘余應力測定點數(shù)均應大于5個點.

4.2.1.2用振前,振后的應力平均值(應力水平)來計算應力消除率,焊件應大于30%,鑄鍛件應

大于20%.

4.2.13用振前,振后的zui大應力與zui小應力之差值來衡量均化程度,振后的計算值應小于振前

的計算值.

4.3　精度穩(wěn)定性檢測法

4.3.1以要求精度穩(wěn)定性為主的工件,振后應進行精度穩(wěn)定性檢驗.

a精加工后檢驗.

b放置定期檢驗靜尺寸穩(wěn)定性,在放置15d時*次檢驗,以后每隔30d檢驗一次,總

的靜置時間半年以上.

c在動載荷后檢驗.

應根據(jù)具體情況選用上述條款.

4.3.2各種檢驗結果均應達到設計要求.