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高频激振时效技术及装置的实验研究

王建武  
【摘要】:振动时效消除应力技术具有处理速度快捷、节省能源、清洁环保等特点。但由于其机理没有被完全认识,判别标准难以确定,在国内至今还没有得到广泛的应用。因此,振动时效技术的研究有重要的科研与实用价值。 本论文结合国家自然科学基金资助项目“多维高频微观激振时效机理及相关技术的研究”(No.50305036),采用理论研究与实验相结合的方法,初步探讨了高频激振时效机理与时效设备开发。论文共分为六章,主要内容如下: 第一章介绍论文的研究背景和意义;综述了振动时效技术的国内外研究现状,并介绍了现有研究中存在的一些不足之处;在此基础上提出了论文的研究内容及项目来源。 第二章介绍残余应力的产生机理,通过力学模型说明了残余应力的产生及消除过程,得出消除残余应力的外界条件;从金属的应力应变机制和细观力学角度对振动消除残余应力机理进行了分析,详细介绍了振动时效过程中工件残余应力的消除均化过程,并得出了振动时效动应力必须满足的力学表达式。 第三章介绍稀土超磁致伸缩材料的特性和工作机理;并利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应研制了高频激振器;接着介绍了高频激振器的工作原理、结构设计与散热措施;最后用ANSYS有限元软件分析并给出了超磁致伸缩棒上磁场强度的分布情况和激振器在线性区工作的电流要求。 第四章介绍了稀士超磁致伸缩激振器功放系统的特点;提出了功放系统的整体设计思路,分别设计了恒流源电路与交流放大电路;对设计好的功放系统进行了实验测试,包括信噪比、失真度的分析,测试结果表明系统符合设计标准。 第五章利用设计好的高频激振器与功放系统,进行了焊接钢板残余应力消除实验,利用超声波测残余应力技术对试件进行振前与振后残余应力测试;分析结果初步验证了高频振动时效技术的有效性。 第六章对论文的研究成果做出总结,并对以后有待进一步研究的工作进行展望。


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