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随着科学技术的不断发展,振动时效仪已经广泛应用于各个行业当中了,不管是大型的工业生产还是小型的,振动时效设备的投入的使用都是的。振动时效仪在发动机上的使用已经成为一种趋势,通过相关数据统计,振动时效仪能够消除焊接应力设备完全达到对航空发动机焊接构件消除残余应力的要求,并可以应用到发动机的生产和维修中。
从宏观角度来看,振动时效使零件塑性变形,降低残余应力,均匀化,提高材料的变形耐受性,无疑是零件尺寸精度稳定的基本原因。振动时效的载荷试验结果表明,振动时效部件的抗变形能力不仅未时效部件,而且用热时效处理的部件。
在微观分析中,振动时效可以看作是作为周期载荷应用于零件的附加动态应力。 在失准、光栅滑移等金属学理论中,振动时效处理过程实际上是在工件共振状态下为工件各部位提供一定的动能。 如果该能量值与微观组织自身原始能量值之和足以克服微观组织周围的形势,微观区域必然发生塑性变形,产生残馀应力的扭曲晶格逐渐恢复平衡状态,产生应力。
经过振动时效处理的零件的残馀应力可以消除约20% ~ 80%。 可以提高零件的使用强度和疲劳寿命,减少应力腐蚀。 可以防止或减少热处理、焊接等工艺引起的微观裂纹的产生。 可以提高零件的抗变形性,稳定零件的精度,提高机械质量。
在微观分析中,振动时效可视为周期载荷施加在零件上的附加应力。工程中使用的材料不是理想的弹性体,知道其内部存在不同类型的微观缺陷,铸铁中有很多切割不同形状金属气体的石墨。因此,无论是钢、铸铁还是其他金属,在微观缺陷附近都有一定程度的应力集中。受到振动时施加在部件上的交变应力与部件中的残余应力重叠。应力叠加结果达到特定值后,应力集中严重的部分将超出材料的屈服限制,塑性变形。这种塑料变形降低了这里残余应力的峰值,强化了金属气体。此外,振动对残余应力和残余应力重叠的代数和其他应力集中严重的部位也起着同样的作用,不会发生任何部位的塑性变形。此时,振动不再起到消除残余应力和强化金属的作用。
经过焊接、切削、热处理等一系列加工制造工艺后,内部不可避免地产生残余应力,影响零部件的尺寸稳定性、精度、疲劳强度和加工性能,促进零部件内部裂纹的产生、扩展和应力腐蚀。因此,调整零部件内部残余应力分布状态,消除零部件内部的大应力,消除零部件内部的残余应力,使其均匀化,需要不同的时效方法。
实验证明,振动时效不仅可以消除残余应力,还可以消除残余应力峰值,使残余应力均匀,从而提高零件尺寸稳定性,提高工件的材料性能和疲劳寿命。随着振动时效理论的发展,许多技术障碍被突破,振动时效工艺在欧美国家得到了广泛的应用。此后,我国也陆续出现了各种振动时效系统(如亚谐振、频谱波形、模态宽带等)。
在现代制造业中,振动时效设备已经成为消除残余应力、提高工件稳定性和使用寿命的重要工具。振动时效设备通过将工件置于共振状态,利用振动能量促使工件内部结构重新排列,从而达到消除应力的目的。经过振动时效处理的工件,不仅精度更高,而且能够显著提高疲劳寿命,为企业节省大量成本。
在实际应用场景中,振动时效设备被广泛应用于各种金属制品的加工和制造领域。例如,在汽车制造业中,对发动机、底盘等关键部件进行振动时效处理,能够显著提高其疲劳寿命和稳定性。在航空航天领域,对飞机起落架、发动机等关键部件进行振动时效处理,能够消除应力,提高部件的可靠性。