课题背景
绪论
金属构件在生产的过程中，经过各科机械加工工艺处理后，一般都会导赦内
部残僉应力的产生。研宄表明残余应力都会对金属构件产生危害作用：降低工僻
的疲劳极裉、降低T件的强度、造成应力腐蚀和脆性断裂，使工僻产生变形，降
低工件的尺寸糈度等等。例如，在航空航大工业中被广泛使用的航空合金，在
其生产过程中的淬火与热处理等过程中会产生很大的残余应力，而开始分布不均
的残会应力在后续的加工过程中会重新分布直到到达内力平衡，此的会产生很大
的工件变形，甚至会导航空铝合金结构产生腐蚀开裂等现象地因此，为了提高
黠构的稳定性，如何减少残余应力、控制残余应力的影响成为在黠构力学领域研
究的热点@
振动时效技术是对金属构件施誦若干时间的强迫振动，用逭振动的方式对
工件施加附誦动0力，当的动应力与残余应力的叠丽大十材料的屈服强度时，
金属构件会产生微观或宏观的塑怜形变，从而可以降低残余应力的峰直和均化残
余应力的分布，降低残僉应力的影晌，提高工件尺寸精度的定性就
当前振动时效系统的改进主要是从如何通过振动实验检测到工件的圃有频率
这方面进行的。根检金属构件固有率方法的不同，当前国内振动时效系统
主要可以分为两类。第一，直接根据当金属构件受到的强逍振动的率接近构件
的固有倾率时，振幅响应昱大的原理，通过分析不同强逍振动频章下的位移晌应
的时间序列的方法确定間有频率：第二，对晌应位移信号进行简单傅里叶变换，
通过倾分析的办法確定工件的固有频率：
以参与的两个课题，zs3000型振动时效装置和VSR．智能频的应力消除系
统为洌。ZS3000型动时效奘置是通过时域扫倾的方法检测圊有率。通过对
工僻施加激振倾率慢速增扫的稳态正能激励信号，控制激揼器从关心率范围的
最低频率慢速升速到最高频率，实时检测在不同啻迫振动倾率卜的金属构僻的振
幅咱应强度，然后绘制频率一位移晌疴曲线，通过渾曲线峰直的办注确走对应的
頻率：这种方法原理简单清嘶容易理解，但存在扫检测时间过长和稳态讵弦信
号升诔过快造成容易忽珞固有频率范围很窄的倾率的问题。虽然提出的一种变速
扫策略（设足一个位移响应浚值，当位移晌应幅值超过这个坝值时采用较低的
振器升速步距，当响应幅值低于这个阈值时，采用较高的揼器升速步距）对
可能存在固有倾率的频率范市进行了放大处理，对性能有一定提高，但是无法从
80年代，RDawson和DGMoffat邇过研冗得出材料表面的塑性形变能够对材
料的内部应力消除起到积极影响就同时，他们的研究还表明，为了达到应力消除
的目的，加的圊期强逍振动力的幅值应该达到一定的坝值，且对于一定周期内
的残余应力的减少量和加的罾迫振动力幅值成线性关系。
进人年代以后，英国科学家通过建观金属粒了的位错运动及其振动时效模型，通过
振动方程建模的方法对振动对残余应力消除的效果做了讲价和研宄，
并且运用x射线衍射技术对微观慎型进行了观察和辁，Wf宄表明施加周期性
逭振动，可以使残余力峰值处的值减少超过40％[5]。
随着振动刊效技飛机理和效果研究的日益成熟，欧美等西方国家己经将振动
时效技术广泛的应用十各个机械制造领域：比如大型涡炉0、数控机床0、采油
设备厂、发电厂、炼钢0、舶轴承厂、船舶湖造厂、飞机制造0、印刷机械厂
等：
我在年代初引人了振动时效技术。经过老一辇科学家的研究与探索，我
国对振动时效技术的粗和效果有了深人的研究。从上世纪90年代丌始，国家也
邇过各硕政策积极推广应用振动时效技术：该技术陆被列为“国家级科技成果
重点推广计划”、“国家缀重点技术创新顺目”、“家重点壭能减排推广用技术”，
这些举措都为振动时效的工厂化起到了积极的促进作用：
上海磁浮轨道交邇线是我国投入的建设的一条高速交通线，运用了很多先进
的科学技术：该交通线采用了一种新型技术进行轨道殳计，整休欤道梁全部都是
焊接结构，由于整体轨道的度要求很高，对焊接变形和残余应力的控制要求达
到。个很高的级别·因此，必须通过某种疴力消涂簽略释放残余应龙砩于热时
效的方法会在高温条件卜对紈道梁表面的保护啧膜铝层造成破，这时，运用振
动时效消应的方法，成为了一个很合适的选择，并且使用结果证明，籟道梁
的精度得到了有效的保证就
山东某数控集所生产的重型数控MK52龙门式数控导轨磨床的床身重10
多吨，对残余应力的控制和形变要求较高，胚在生产出来后要经过时效处理：
采用热时效的方式进行应力消除，由于床身结构复杂，采用边时效的方法容易造
成局部受热不均，最终又会产生新的残余应力，甚至会造成在时效的过程中床身
的断裂。后采用了振动时效方法，这种现象有了很大的改，床身的尺寸精度
也有了保证：
振动时效设备研发现状
振动时效工艺在我国有了近四十年的历史，经过广大科研工作者的辛勤努力
济南力拓信息技术有限公司(以下简称:济南力拓)是一家高新技术企业，专业从事工件自动化设备及工业级 3D设备的研发及推广。公司依托哈工大科研、人才、信息等方面的诸多优势，并积极与各科研院所展开深入合作，经过多年发展，现公司拥有12项国家专利，22项软件注册权，并于2002年荣获"中国电子行业知名品牌"荣誉称号。同时，公司注重引进国际领域先进的工艺技术，致力于自动化机电、3D数据处理、电子信息等高新技术的研发与应用，并取得累累硕果！
    十余年来，我们先后为国内近千家企业（包括上海电气、国营青岛造船厂、大连造船厂、中国重汽、江南造船厂、中国兵器工业总公司、内蒙一机、太重、经纬纺机、福田重工、崇锻集团、江南数控等上市企业或军工企业）提供了大量振动时效设备，凭借优质的产品，用心的服务赢得了众多企业和研究院所的信任与好评，在国内应力检测与分析，应力消除领域树立了良好的“力拓”品牌。
    在工业自动化设备领域，我公司所开发的ZS系列振动时效设备，是根据哈工大机电工程学院时效研究所的最新振动时效理论，采用先进的DSP处理器和高频数字电路抗干扰技术，并率先国内独家采用CPLD技术，经数位研究人员历经6年时间开发而成，理论基础先进，与传统时效设备相比，效果提高60%以上，质量稳定可靠，寿命超长，型号齐全，功能先进，已广泛服务于全国各大厂矿企业。其中ZS8000系列是国内首次将触摸屏技术引入时效处理领域的最新科研成果。多探头，多振点，比单探头设备应力消除效果提高40%以上，是复杂工件、形位公差要求较多、精度要求较高工件的首选设备；应力测试与消除二合为一，应力消除效果一目了然。
咨询电话：186 7884 1616 孔先生；官网：www.ltvsr.com