【摘要】：將機(jī)械振動施加到結(jié)構(gòu)件上,可以降低材料殘余應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)件材料性能。為在鑄、焊件上進(jìn)行振動處理,改善其性能,本文開發(fā)了一套振動處理系統(tǒng),并深入研究振動時(shí)效機(jī)理和振動焊接機(jī)理,以及鑄造結(jié)構(gòu)件和焊接件的性能在不同振動處理工藝下的變化。首先,針對振動處理工藝的需求,使用工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡和交流電機(jī)等硬件設(shè)備搭建硬件平臺,開發(fā)基于交流變頻技術(shù)的激振電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),同時(shí),通過C++MATLAB混編的方式設(shè)計(jì)控制程序,并通過吊鉤側(cè)板焊接變形控制實(shí)驗(yàn)測試本系統(tǒng)。其次,以熱應(yīng)力角度確定的鑄件殘余應(yīng)力形成機(jī)理為基礎(chǔ),使用應(yīng)力應(yīng)變和應(yīng)力松弛理論解析了鑄造結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力狀態(tài)改善過程;從位錯(cuò)密度變化角度出發(fā),推導(dǎo)出振動時(shí)效工藝對機(jī)械性能的影響機(jī)制。選擇硅錳鑄鋼作為試驗(yàn)材料,深入研究振動時(shí)效工藝對鑄造殘余應(yīng)力、鑄件力學(xué)性能和顯微硬度等方面的影響,分析了振動時(shí)效工藝改善鑄造結(jié)構(gòu)件性能的可靠性。然后,從溫度應(yīng)力和相變應(yīng)力角度來分析焊接殘余應(yīng)力的形成,分析振動焊接改善接頭應(yīng)力狀態(tài)的作用機(jī)理。使用CO2氣體保護(hù)焊焊接多種尺寸規(guī)格下的Q235B板材,與此同時(shí),使用振動焊接工藝和振動時(shí)效工藝處理焊接板。焊接成形、焊接變形和殘余應(yīng)力因振動的作用得到改善,得出了不同振動處理工藝在控制焊接缺陷上的優(yōu)劣。最后,詳細(xì)分析焊接接頭在不同振動處理工藝下的機(jī)械性能、顯微硬度和耐腐蝕性等特性的變化,從晶粒成形和材料組織角度解釋了振動焊接下金屬性能改善的現(xiàn)象,并分析了位錯(cuò)密度在不同振動處理工藝下的變化。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG260;TG404
【圖文】：

強(qiáng)度板、鋁合金和鈦合金等結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力控制上［５＿７］，同時(shí)在拼接焊、榨輥補(bǔ)焊逡逑和對接焊等焊接工藝上開展應(yīng)用，用來改善焊接質(zhì)量，振動時(shí)效工藝在焊接逡逑件中的應(yīng)用參見圖１－１。逡逑ｉＬ邋ｉ逡逑圖ｉ－ｉ焊接件的振動時(shí)效作業(yè)逡逑但是振動時(shí)效工藝在鑄造結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用卻較少，而鑄件具有寬廣的應(yīng)用范逡逑圍，例如機(jī)床、汽車、通信等行業(yè)，在各大型設(shè)備中，主要扮演著支撐作用。傳逡逑統(tǒng)的熱處理工藝在大型鑄件中的應(yīng)用存在環(huán)境污染嚴(yán)重、工件不易處理和生產(chǎn)成逡逑本過高等問題，而振動時(shí)效工藝以自身輕便、節(jié)能和高效的特點(diǎn)避免了上述缺陷，逡逑可以應(yīng)用到鑄件中，以滿足改善其殘余應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形等缺點(diǎn)的要求。逡逑振動焊接工藝是振動能量在結(jié)構(gòu)件上合理利用的另一種方式，此項(xiàng)工藝主要逡逑是在焊接成形過程中施加機(jī)械振動，增加熔池的流動和金屬的熔合，從而改善焊逡逑接質(zhì)量，正在受到廣泛的關(guān)注和研究，振動摩擦焊是比較成熟的振動焊接工藝，逡逑振動摩擦焊

振動信號的準(zhǔn)確分析是建立良好振動處理工藝的重要一步，在振動處理工藝逡逑中扮演著極其重要的作用。信號分析的主要目的是將采集到的時(shí)域信息轉(zhuǎn)換為頻逡逑域信息，利用的轉(zhuǎn)變算法為傅立葉變換，圖１－６是頻譜分析的圖示解析。逡逑ｉｎ逡逑＂°－７０邐２邐４邐６邐８邐１０邋１２邋１４邋１６邋１８邋２０逡逑時(shí)間／Ｓ逡逑（ａ）

邐？逡逑（ｃ）基于ＶＢ編譯器Ｐ７］逡逑圖１－５典型控制系統(tǒng)界面逡逑振動信號的準(zhǔn)確分析是建立良好振動處理工藝的重要一步，在振動處理工藝逡逑中扮演著極其重要的作用。信號分析的主要目的是將采集到的時(shí)域信息轉(zhuǎn)換為頻逡逑域信息，利用的轉(zhuǎn)變算法為傅立葉變換，圖１－６是頻譜分析的圖示解析。逡逑ｉｎ逡逑＂°－７０邐２邐４邐６邐８邐１０邋１２邋１４邋１６邋１８邋２０逡逑時(shí)間／Ｓ逡逑（ａ）

【參考文獻(xiàn)】

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1 顧邦平;孔德軍;賴金濤;張明月;湯志鵬;潘龍;;高頻振動能量放大裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J];振動與沖擊;2017年12期

2 Chuan Xu;Guangmin Sheng;Xuezhen Cao;Xinjian Yuan;;Evolution of Microstructure,Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Ultrasonic Assisted Welded-Brazed Mg/Ti Joint[J];Journal of Materials Science & Technology;2016年12期

3 張清東;曾杰偉;羅曉明;張曉峰;陳兵;;高強(qiáng)度鋼板殘余應(yīng)力振動時(shí)效消減技術(shù)試驗(yàn)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2017年01期

4 高曉剛;董俊慧;侯繼軍;;時(shí)效方式對罩筒殘余應(yīng)力和尺寸穩(wěn)定性的影響[J];焊接;2015年09期

5 曲鳳;劉松良;權(quán)純逸;李世鍵;李向波;;振動時(shí)效對TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力及力學(xué)性能的影響[J];金屬熱處理;2015年07期

6 梁西昌;萬熠;朱振杰;寇兆軍;張東;;基于VB和Matlab混編的振動時(shí)效系統(tǒng)研究[J];機(jī)電工程;2014年11期

7 鄧德安;村川英一;麻寧緒;;相變塑性對低溫相變鋼焊接接頭殘余應(yīng)力計(jì)算精度的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2014年08期

8 尤惠媛;李武興;;基于LabVIEW的振動時(shí)效控制系統(tǒng)[J];煤礦機(jī)械;2014年08期

9 李巖舟;蔡敢為;楊勝鋒;黃才貴;;運(yùn)用振動時(shí)效消除榨輥補(bǔ)焊面殘余應(yīng)力的研究[J];熱加工工藝;2014年02期

10 張亮;吳國華;王少華;丁文江;;冷卻條件對超聲振動法制備AZ91半固態(tài)漿料組織的影響(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年10期

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2 王超;振動時(shí)效機(jī)理、多點(diǎn)振動時(shí)效方法的研究及實(shí)現(xiàn)[D];蘭州交通大學(xué);2013年

3 胡倩;基于力錘激勵(lì)法的振動時(shí)效系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 郭冠寧;振動時(shí)效設(shè)備開發(fā)及其工藝研究[D];東北大學(xué);2011年

5 周軍飛;基于ARM和頻譜分析的振動時(shí)效系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其改進(jìn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 高慧強(qiáng);振動時(shí)效設(shè)備的研究與開發(fā)[D];東北大學(xué);2010年

7 王正奎;基于ARM的振動時(shí)效系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

8 謝衛(wèi)東;基于DSP的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2006年

9 蘆亞萍;振動消除殘余應(yīng)力機(jī)理分析及試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2002年

本文編號：2782676