本文關(guān)鍵詞：彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效機(jī)理及其工藝參數(shù)的選擇，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工件在生產(chǎn)和加工過程中都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,殘余應(yīng)力對(duì)工件有多方面的負(fù)面影響。為了減小殘余應(yīng)力造成的各種不利影響,調(diào)整和消減殘余應(yīng)力就成了一項(xiàng)必不可少的工作。振動(dòng)時(shí)效以其節(jié)能高效無污染的特點(diǎn),已逐漸成為消減工件殘余應(yīng)力的一種重要方法。并且“加載的動(dòng)應(yīng)力與殘余應(yīng)力的疊加大于材料的屈服極限強(qiáng)度可獲得殘余應(yīng)力的減小”這一準(zhǔn)則也已經(jīng)過長期實(shí)踐驗(yàn)證。振動(dòng)時(shí)效雖然擁有獨(dú)特的優(yōu)勢,但是由于許多高剛度工件的固有頻率(最低)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行振動(dòng)時(shí)效設(shè)備所能產(chǎn)生的激振頻率(都小于200Hz),現(xiàn)行的振動(dòng)時(shí)效裝置無法使高剛度工件產(chǎn)生共振及相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力,導(dǎo)致高剛度工件無法使用振動(dòng)時(shí)效的方法消減殘余應(yīng)力。如果能找到合適的振動(dòng)方式,使得高剛度工件也能通過振動(dòng)時(shí)效的方式消減殘余應(yīng)力,就能夠擴(kuò)大振動(dòng)時(shí)效的應(yīng)用范圍。轉(zhuǎn)子存在偏心距時(shí),彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)相互影響產(chǎn)生耦合振動(dòng)。一般情況下外加激勵(lì)與物體固有頻率相等時(shí),物體受迫振動(dòng)的振幅最大達(dá)到共振,但是這種耦合振動(dòng)的共振條件卻并非如此,并不要求外加激勵(lì)頻率達(dá)到轉(zhuǎn)子的固有頻率。如果能夠把這種振動(dòng)方式應(yīng)用到高剛度工件的振動(dòng)時(shí)效中,以彎扭耦合共振的形式使工件達(dá)到共振狀態(tài),從而滿足消減殘余應(yīng)力所需要?jiǎng)討?yīng)力條件,就能夠解決高剛度工件的振動(dòng)時(shí)效問題。面對(duì)上述情況,本文將轉(zhuǎn)子的彎扭耦合振動(dòng)理論應(yīng)用到振動(dòng)時(shí)效工藝中,分析了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、彎扭振動(dòng)產(chǎn)生耦合共振的條件,比較了各振型共振振幅的大小。然后綜合考慮現(xiàn)有設(shè)備所能提供的激勵(lì)頻率和共振產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力,確定了彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效的主共振振型和此時(shí)的動(dòng)應(yīng)力分布規(guī)律,提出了彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效機(jī)理。最后以高剛度工件軋輥為例,計(jì)算了彎扭耦合共振時(shí)效所需要的外加力矩,為高剛度工件的振動(dòng)時(shí)效工作提供了思路和依據(jù)。主要進(jìn)行了如下工作：(1)采用Lagrange方程法進(jìn)行建模,分析了耦合力和外加激勵(lì)的影響,通過分析方程得到了彎扭耦合共振需要滿足的頻率條件。(2)用小參數(shù)法對(duì)彎扭耦合振動(dòng)方程進(jìn)行求解,并對(duì)各振型的振幅進(jìn)行定性和定量的比較,確定了彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效的主共振振型。(3)應(yīng)用材料力學(xué)的梁變形理論、組合應(yīng)力下的強(qiáng)度理論和循環(huán)應(yīng)力作用下的疲勞理論,計(jì)算了工件在彎扭耦合共振時(shí)的應(yīng)力狀態(tài),從應(yīng)力的角度提出了彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理,得到了彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效各參數(shù)之間應(yīng)滿足的關(guān)系。(4)通過對(duì)某型號(hào)軋輥進(jìn)行實(shí)例計(jì)算,基于軟件Matlab建立了轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的simulink動(dòng)力學(xué)仿真模塊,分析了各參數(shù)對(duì)彎扭耦合振動(dòng)特性的影響和耦合共振振幅達(dá)到最大的條件。在彎扭耦合振動(dòng)條件下,具體計(jì)算了不同位置點(diǎn)受到外加激勵(lì)達(dá)到共振狀態(tài)時(shí)的總應(yīng)力,驗(yàn)證了前文提出的彎扭耦合振動(dòng)時(shí)效消除工件殘余應(yīng)力的機(jī)理,為實(shí)際應(yīng)用提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)時(shí)效 彎扭耦合振動(dòng) 殘余應(yīng)力 高剛度工件 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG156.92;TH113.1

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本文編號(hào)：399837