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中華人民共和國振動時效新國標GB/25712-2010

1范圍

本標準規定了振動時效工藝參數的選擇及技術要求和振動時效效果評定方法。

本標推適用于以碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鈦及其合金)等材質的鑄 件、鍛件、焊接件、模具、機加工件的振動時效工藝及其裝置。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文 件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 25713機械式振動時效裝置

3術語和定義

GB/T 25713中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3. 1全程掃頻和局部掃頻 span scanning & local scanning

時效裝置從最低轉速到當前偏心矩下最大轉速全范圍內掃頻稱全程掃頻。

時效裝置在當前偏心矩下某一段轉速范圍內掃頻稱局部掃頻。

3.2振型 vibration mode

工件受某一頻率激勵產生共振,在其某一點位移達到最大值的瞬間,工件各點的位移形成的線或面 稱為振型.

3.3節點和節線 vibration node & vibration nodal line

工件共振時,振型上振幅最小處稱為該振型的節點,簡稱節點。

節點連成的線稱為該振型的節線,簡稱節線。共振時,工件可能有多個節點或節線.

3.4振型有效區 effective area of vibration mode

工件共振時,在工件相鄰節線之間或相交節線所圍區域內,其動應力等效值在該區域內動應力等效 值峰值的0. 707倍以上的區域稱為該振型的振型有效區,簡稱振型有效區.

3.5有效頻率和有效振型 effective vibration frequency & effective vibration mode

工件以某頻率共振,若其振型有效區能覆蓋工件被重點關注區域或其殘余應力較大區域,則該頻率 對應的振型稱為有效振型,該共振頻率稱為有效頻率。

3.6時效頻率 eging frequency

當選定某一有效振型對工件進行時效時,為使振型有效區的動應力等效值峰值達到一定數值,在該有效振型對應的有效頻率的亞共振頻率區內具體選擇的激振頻率稱為時效頻率

4.1振前分析

4.1. 1根據工件的結構、尺寸、材質、時效要求、殘余應力場分布,分析判斷工件時效時所需有效振型; 必要時分析工件的工況、工作應力太小與分布及其失效形式。

4.1.2工件不應有超過標準規定的縮孔、夾渣、裂紋及虛焊等缺陷。

4.2振前準備

4.2.1在預測的有效振型的節線附近彈性支撐工件,支撐點應盡量少,工件的支撐應平穩、安全。

  4.2.2特殊工件的支撐以振動阻力小且平穩為準。

4.2.3激振器應固定裝在工件的剛性較大且位于端角或邊緣處.

4.2.4加速度傳感器應固定在遠離激振器且位于工件端角或邊緣處。

4.3確定工藝參數

4.3.1從0%偏心矩開始、以10%為間隔、依次由小到大,每次進行全程掃頻;當工件出現較明顯的共 振后,停止調整偏心矩。

4.3.2以可出現共振的偏心矩進行全程掃頻,找出該偏心矩下最大轉速范圍內所有共振頻率.然后,把激振器轉速調到每個共振頻率處,觀察并確認該共振頻率對應的振型、節線及振型有效區;根據工件 殘余應力分布或重點關注區確定該工件時效所需的有效振型、有效頻率及掃頻范圍。

4.3. 3按有效振型,把支撐點調整到節線處;把加速度傳感器調整到工件上有一定剛性且振幅較大處,把其測試方向調整到與振型有效區所在平面垂直,把激振器調整到工件剛性較大且振幅較大處、且使其旋轉軸與振型有效區所在平面平行。

4.3.4以有效頻率激振工件,再次調節偏心矩。調節的原則是:裝置不過載且 工件被關注部位產生的 動應力等效值的峰值介于該部位工作應力等效值峰值的1/3-2/3之間。

4.4時效處理

4.4.1對工件進行振動,在準備時效的有效頻率左右,進行振前局部掃頻,打印該有效頻率的振前局部 掃頻曲線。

4.4.2在有效頻率的亞共振區選擇時效頻率振動工件。該時效頻率下工件被關注部位動應力的等效 值峰值應介于該部位工作應力等效值峰值的1/3-2/3之間;或者,在不使工件產生疲勞損傷前提下,鑄 件選擇10~40)MPa,鍛件、焊接件、機加工件選擇(20〜80)MPa。

4.4.3用時效頻率振動工件并打印時效頻率下的時效曲線,或以初始時效頻率下加速度值為一固定值 并使該加速度值在時效過程中保持不變,打印跟蹤曲線。

4.4.4需要用多階有效頻率振動時,應打印每次的時效曲線或跟蹤曲線,

4.4.5對工件時效過的有效頻率進行振后局部掃頻并打印局部掃頻曲線。

4.4.6有些工件可作多點激振處理.是否調整支撐點、傳感器安裝位置由用戶根據工藝要求決定。

4.4.7時效時間確定:

a-t曲線或n-t曲線出現5. 1. 2中a)b)g)的情況后讓電動機再持續旋轉3 min后結束時 效。一般累計振動時間不應超過40 min。

4.5振動臺時效

4.5.1對于無法直接激振及有特殊要求的工件,應選擇振動臺時效。

4.5.24.1.1對工件做振前分析,根據工藝要求裝卡,可選擇工件在振動臺上懸臂、單個工件與振動 臺固定、多個工件之間以串、并聯方式聯結再與振動臺固定成一個整體等聯結方式。

4.5.3裝卡系統應方便、快速、牢固,裝卡應避開節線。

4.5.4按振動臺與工件組成的整體振型支撐、裝卡、試振。

4.5.5進行振前掃頻、時效、振后掃頻并打印相關曲線數據。

4.6懸臂時效

4.6.1對某些彈性支撐方式共振頻率基頻較高的工件,可選擇懸臂方式降頻。

4.6.24.1.1對工件做振前分析。

4.6.3將工件需重點時效的一端固定在高剛性、大質量的物體邊緣,激振器、傳感器固定在另一端。

4.6.44.3確定工藝參數。

4.6.5進行振前掃頻、時效、振后掃頻并打印相關曲線數據.

4.7串聯時效

對某些彈性支撐方式共振頻率基頻較高的工件,可選擇多件串聯方式降頻,然后完全參照4.1-4. 4 進行。

3.7殘余應力等效值 equivalent residual stress

在平面殘余應力場中,為方便比較各點殘余應力大小或判定某點的屈服狀態,可把二維狀態的殘余 應力等效成一維殘余應力,然后直接用它去對各點進行比較或評判屈服狀態,該一維殘余應力即殘余應 力等效值,記為行,亍=如•旳+旳・由一心•塩,其中g為殘余應力最大主應力,單位為兆帕(MPa); 為殘余應力最小主應力,單位為兆帕(MPa)o

3.8殘余成力水平 residual stress level

在工件某區域內按一定原則選取多個檢測點,這些點的殘余應力等效值的平均值稱為該區域的殘 余應力水平,單位為兆帕(MPa)。

3.9應力消除率 ratio of stress relief

某區域的應力消除率=(時效前該區域殘余應力水平一時效后該區域殘余應力水平)/時效前該區 域殘余應力水平X100%.

3.10應力均化率 rate of stress leveling

在某區域的所有檢測點中,對殘余應力等效值大于該區域殘余應力水平的每一個點,用其殘余應力 等效值誠去該區域殘余應力水平,所有差值中的最大值稱為該區域的殘余應力離散度,單位為兆帕 (MPa)。

時效后某區域的應力均化率=(時效前該區域殘余應力離散度一時效后該區域殘余應力離散度)/ 時效前該區域殘余應力離散度X10。%。

4.工藝參數選擇及技術要求

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