TECHNOLOGY OF QUANTITATIVE ANALYSIS ON VIBRATORY STRESS RELIEF BASED ON ULTRASONIC TIME-OF-ARRIVAL METHOD

The effect of vibratory stress relief （VSR） is usually evaluated with the indirect method of observing the change of amplitude frequency response characteristics of structures. A new kind of evaluating method of VSR based on the ultrasonic time-of-arrival method （UTM）, which can obtain the residual stress directly through measuring the propagation time of ultrasonic wave in the material, is presented. At first, the principle of the measuring method of residual stress based on UTM is analyzed. Then the measuring system of the method is described, which is in virtue of ultrasonic flaw detector and high-sampling-rate digital oscillograph. And a set of calibration system that contains a piece of standard specimen is also introduced. Experimental results prove the relation between the residual stress and the propagation time of ultrasonic in workpieces. Finally, the measuring and calibration systems are applied in evaluating the effect of VSR. The final test results show that the method is effective.

振动时效(VSR)消除焊缝残余应力

针对传统热时效费时费力的种种缺陷 ,本文介绍了用振动时效 (VSR)消除焊缝残余应力 ,通过在大型测试平台的实际应用表明 。

振动时效(VSR)技术在电极立柱制造中的应用

本文比较详细地描述了振动时效的工艺和原理。应用相关标准对电极立柱进行了振动时效并对振 动效果进行了判定,结果表明本次试验参数选择正确,完全达到了消除应力的要求。

振动时效技术在自升式风电安装平台固桩架上的应用

振动时效技术是一种有效消除焊接残余应力、提升构件使用寿命、保证结构尺寸精度的方法。在自升式平台固桩架建造过程中,焊接施工导致其内部产生大量的残余应力,残余应力是导致固桩架精度超差和损伤失效的重要原因之一,它会大幅度降低平台的疲劳寿命,因此,固桩架建造完成后消除其内部残余应力对于平台的使用安全至关重要。本文以一个质量约100 t的固桩架分段为研究对象,采用专门的振动时效设备对固桩架施加激振力,测量振动时效前后主焊缝附近的残余应力水平。通过对比分析发现,振动时效技术可以有效降低固桩架焊接过程中产生的残余应力,达到调整、均化、降低残余应力水平、提高构件尺寸精度稳定性的效果,有利于提升平台的使用寿命。

基于振动时效工艺的正交异性钢桥面板残余应力调控

为减小正交异性钢桥面板焊接残余应力,同时为检验振动时效工艺在桥梁钢结构应用中的有效性,基于足尺模型,采用振动时效工艺对焊接残余应力进行了调整,并通过盲孔法残余应力测试对时效效果进行了评定。结果表明:正交异性钢桥面板焊缝区的残余应力较大,达到或超过材料的屈服强度;振动时效后,面板焊缝区及焊缝表面的残余应力均降低到屈服强度以下,也更加均匀;应力水平越高,振动时效的效果越好;振动时效后,远离焊缝区的应力有少量的增加,但仍保持在较低的水平;建议将振动时效工艺应用到桥梁钢结构焊接残余应力调整中。

大型离心式压缩机成品机壳补焊技术

某大型离心式压缩机机壳有多处焊接缺陷,且机壳已是成品状态。根据壳体材料成分、结构特点、缺陷分布、除应力难等情况,设计了合理的防变形措施、补焊顺序及焊接参数来控制焊接变形,采用振动时效去除焊接残余应力,成功完成壳体补焊。结果表明,焊缝质量符合NB/T 47013—2015标准Ⅱ级的质量要求;振动时效效果明显,大部分焊缝的残余应力降低约30%~40%,部分焊缝更消除了约57%的残余应力;机壳焊后变形较小,壳体水平中分面最大高度差约4~5 mm,中分面各处沿径向外侧最大扩张变形不超过2 mm。文中研究结果为压缩机、汽轮机等大型壳体成品阶段的大面积补焊及变形控制提供了宝贵的经验。

振动时效机理研究

通过分析、对比热时效和振动时效两种时效机理 ,揭示两者在调整宏观残余应力上的本质是类同的 ,都是通过塑性变形减少金属残余弹性应变从而达到宏观残余应力的释放 ,只是产生塑性变形所用手段不同。同时从两种时效时金属内部组织的不同变化 :热时效减少晶格畸变、振动时效使金属组织进一步细化 ,位错密度增加 ,揭示振动时效与热时效在工件尺寸稳定性方面的差异。最后得出结论 :在许多场合振动时效和热时效同样可行且振动时效的尺寸稳定性。

高强度钢板残余应力振动时效消减技术试验研究

根据振动时效(Vibration stress relief,VSR)原理,采用高频振动台作为振动时效的激振装置,设计安装于振动试验台、用于给钢板施加面内拉伸载荷的钢板张力加载机构,在实验室搭建出钢板振动时效试验研究平台,对振动时效消除高强度钢板残余应力的有效性进行试验研究。在VSR处理前后采用X射线衍射方法对马氏体高强度钢板和试验对照用T2镀锡基板的表面残余应力分布进行测量表征,并同时对试样的板形瓢曲和翘曲程度做了测量。研究结果表明,所设计的振动时效试验平台可以实现带张力工况下的钢板同频激振;在一定的激振频率和时间的振动时效处理后,两种试验钢板的残余应力均得到一定程度的消减和均匀化,但是对于板形瓢曲和翘曲缺陷基本没有改变;相对而言,马氏体高强度钢板的时效效果明显弱于T2镀锡基板;试验结果可以反映材料强度对于振动时效效应的显著影响和振动时效对于板形瓢曲及翘曲缺陷的微弱影响。

高频振动时效的机理与实验研究

针对目前振动时效的研究仅局限于低频激振的现状,研究了高频激振条件下材料内部残余应力的变化规律.采用微观动力学理论,将构件内部材料颗粒间的关系视为多自由度有阻尼振动系统,分析了构件在发生高频共振时残余应力消除的过程;通过低阶模态振型和高阶模态振型的对比分析,研究了高频振动时效在应力均化方面的作用.通过实验验证高频振动时效的可行性,并对比了不同频率激振条件下残余应力的消除和均化结果.结果表明,高频振动时效在消除残余应力及振后构件整体应力均化方面具有较好的效果.

消除铝合金结构件焊接残余应力的工艺研究

研究了消除LC5 2热处理时效强化铝合金焊接残余应力的工艺 ,分析对比了热时效、振动时效 (VSR)和超声波时效三种不同消除铝合金焊接残余应力工艺的优缺点 ,指出合理的振动时效工艺是消除热处理时效强化类铝合金焊接残余应力的一种较理想的方法。利用ZSX - 0 5振动时效设备对铝合金结构件 (管箱体 )进行处理 ,可以明显降低和均匀化焊接残余应力 ,降低率可以达到 4 0

振动时效技术的研究状况

简要地介绍了国内外在振动时效领域里的一些重要研究工作 ,尤其对国内学者在振动时效机理方面的研究和振动时效工艺效果的评价方法做了详细的介绍 ,指出了振动时效技术应用中存在的一些问题以及目前振动时效技术研究的一些课题。

振动时效对7075铝合金薄壁构件应力松弛的影响与分析

对铝合金薄壁构件进行振动时效(VSR)实验研究,观察时效对材料表面的影响。通过X-ray表面应力测试、硬度测试和TEM电镜实验,对材料表面特性中的应力分布、相区状况、位错和显微硬度进行了分析,实验结果表明:VSR可使构件加工表面微屈服而造成应力松弛,在30 min、60 min的时效时间里,表面应力幅度分别下降了22%和32%。同时,发现相区内晶粒得到细化,且不同状态下晶界处的位错密度也明显不同,这说明振动交变应力造成了构件表面材料的微观形变,进而阐述了应力松弛的机理和材料显微硬度增长的原因。分析认为VSR对薄壁构件既消减了表面应力峰值,又强化了表面硬度,这对提高材料表面的抗变形能力有利。

振动时效效果现场判断的判据

以复杂构件为对象 ,讨论了粘性阻尼和结构阻尼等因素对其振动响应特性的不同影响 ,对运用连续扫频法揭示出的振动时效动力学曲线呈现“几”字形规律做了进一步解释。分析表明 ,扫频曲线上共振峰的移动与形貌变化决定于构件结构刚性、结构阻尼和粘性阻尼等诸多因素变化的综合影响。以提高尺寸稳定性、降低和均化残余应力为目的的振动时效工艺 ,必须以此作为理论研究的出发点及其归宿。据此 ,作者对施振效果的现场即时定性判断的判据提出了新观点 ,认为 ,与振前扫频曲线相比 ,振后扫频曲线是否简洁而平滑 ,是振动时效工艺效果是否良好的重要标志之一。

大桥箱型梁振动时效工艺与效果评定

针对大桥箱型梁拼焊过程中产生的焊接变形,通过应用振动时效(VSR)工艺,以消除拼焊处残余应力,提高箱型梁的尺寸精度。通过振动过程中动应力分析和VSR工艺前后残余应力的测量,了解箱型梁拼焊处动应力和残余应力的分布状况,实验结果表明VSR工艺消应力效果良好。

高强度铝合金厚板振动时效工艺的研究

高强度铝合金中存在的残余应力引起工件变形与尺寸不稳定,是长期困扰工程界的技术难题。振动时效是一种能有效地降低残余应力和提高尺寸稳定性的技术,其中,振动时效工艺的掌握至关重要。介绍了振动时效工艺的基本原则,再用悬吊简化的振动台的方法对高强度铝合金厚板进行振动时效处理,展示了其具体的振动时效的工艺过程,达到了理想的时效效果。铝合金厚板的振动时效工艺直接影响着时效效果。

振动时效在刺绣机机架加工中的应用

本文基于现场试验 ,简要介绍了振动时效 (VSR)在刺绣机机架应用过程中的一些技术要点和振动参数设定 ,并根据JB/T5 92 6— 91中相关的VSR效果评定标准论证了本次试验方案的可行性 ;同时 ,本文将动应力测量法引入VSR效果评定中 ,并与其它方法相比较。结果表明通过动应力测量来进行VSR效果评定具有便捷、定量、经济的优点 ,是一种应用性技术。

振动时效效果评定的几种方法比较

对JB/T 5 92 6 - 91标准中规定的几种振动时效 (VSR)效果评估方法进行比较分析 ,通过对它们评定原理的研究分析得出它们的应用特点和范围 ,然后介绍了几种目前尚处于研究完善阶段的评定方法 ,并根据其原理和特点分析了它们的应用前景 ,以期对工业生产起一定的指导作用。另外 ,结合实际工程应用着重介绍了动应力判据 ,并将其与盲孔残余应力测量法相比较。结果表明 ,它们具有相仿的评定精度和可靠性。但动应力判据从动态的观点回避了现场残余应力测量困难这一问题 ,并将效果评定和振动过程结合起来同时进行 ,因而容易实现整个过程的自动控制。因此 ,作为一种全新的评定技术 ,动应力判据具有良好的发展前景和应用价值。

对振动时效三个主要参数的探讨

对振动时效工艺参数的确定方法 ,进行了理论上的比较研究。根据工程力学和振动力学理论 ,振动时效动应力的选择应考虑构件在高频振动时的屈服强度的变化 ,振动频率应考虑残余应力的分布状态和构件的振型 。

热处理和振动时效复合法消除膨胀波纹管残余应力

探讨了执处理后振动时效去除膨胀波纹管残余应力技术要求和工艺参数选择。采用振动时效参数曲线观测和盲孔法残余应力测量对振动过程及振动时效效果进行了评定。结果表明:振动时效可明显降低热处理后膨胀波纹管残余应力,并且提高了膨胀波纹管尺寸精度。

基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法与实验研究

为了获得较为理想的振动时效效果,提出基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法。采用ANSYS有限元软件,对构件进行数值模态分析,通过分析应变振型和残余应力的分布规律,确定了基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法和步骤,并在此基础上进行了振动时效的实验研究,验证该方法的提出对振动时效效果改善的有效性。结果表明:对于激振频率的选择应以构件表面的残余应力分布为依据,共振应变函数ψr为准则;通过该方法合理选择振动时效的激振频率,能够获得较为理想的振动时效效果。基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法的提出,为振动时效激振频率的确定提供了技术思路,改善了振动时效的效果,具有一定的工程应用价值。