【摘要】：將機械振動施加到結(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),并深入研究振動時效機理和振動焊接機理,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、數(shù)據(jù)采集卡和交流電機等硬件設(shè)備搭建硬件平臺,開發(fā)基于交流變頻技術(shù)的激振電機調(diào)速系統(tǒng),同時,通過C++MATLAB混編的方式設(shè)計控制程序,并通過吊鉤側(cè)板焊接變形控制實驗測試本系統(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;從位錯密度變化角度出發(fā),推導(dǎo)出振動時效工藝對機械性能的影響機制。選擇硅錳鑄鋼作為試驗材料,深入研究振動時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)的作用機理。使用CO2氣體保護焊焊接多種尺寸規(guī)格下的Q235B板材,與此同時,使用振動焊接工藝和振動時效工藝處理焊接板。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］，同時在拼接焊、榨輥補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焊接件的振動時效作業(yè)逡逑但是振動時效工藝在鑄造結(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，而振動時效工藝以自身輕便、節(jié)能和高效的特點避免了上述缺陷，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，此項工藝主要逡逑是在焊接成形過程中施加機械振動，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逡逑時間／Ｓ逡逑（ａ）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782676