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    薄壁工件振動時效消除均化應力

    更新時間:2020/7/23  點擊數:993


    振動時效(VSR)是一種通過對工件施以循環載荷,從而調整殘余應力、穩定工件尺寸精度的時效方式,在不改變材料的組織狀態下還可對工件進行多次時效處理。工程上振動時效對鑄鐵件和焊接件中應力集中的部分進行應力消減與均化,效果顯著。隨著高強鋁合金薄壁框架件作為結構件在航空器方面廣泛應用,其加工變形調控備受關注。薄壁件除了受自身性質及結構特點影響以外,還受毛坯初始殘余應力和表面加工應力影響,這些因素相互耦合作用在材料表面產生了復雜應力場,造成結構件形狀不穩定。
    薄壁件噴丸表面應力一般為壓應力,壓應力可有效提高材料疲勞強度,延長其服役壽命。因此,可以嘗試VSR方法對構件表面特征實施影響,達到松弛和均化應力目的。

    通過對薄壁件的實驗,得出如下結論:

    1)薄壁件表面噴丸應力可以在平臺式振動時效處理中得到松弛釋放,兩處試樣表面應力分別下降了29.5%和33.3%,仿真與實驗分析認為在亞共振區激振,平臺能為薄壁件提供足夠的動應力,使材料表面形成屈服而削減應力強度。
    2)應力松弛具有不均勻性,這是平臺諧波振型的特點所決定,采用位置交疊時效可以在一定程度上均化應力。實驗證明試樣位置交疊時效后,不均勻度**大下降到10%,而**大應力降幅不超過11.4%,說明再次時效對均化應力有利,而不會對應力有持續削減效果,這符合零件表面壓應力需要均勻穩定和大強度的要求。
    3)薄壁件表面噴丸應力為壓應力,有利于零件服役要求,振動時效主要目的在于穩定應力狀態,均勻化應力分布,而非削減應力強度。因此,工程上可以采用在零振幅處激振,滿足振動強度相對較小、應力松弛均較好的要求。

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