振动消除应力与退火消除应力

残余应力对构件变形的影响
残余应力是一个不稳定的应力状态。当构件受到外力作用时，作用应力与残余应力相互作用，使某些局部呈现塑性变形，截面内应力重新分析，当外力作用去除时整个构件将要发生变形。所以残余应力明显的影响着加工后的构件的精度。这也是机械和工程部门关心的问题之一。
实践已证明，具有表面拉伸残余应力的构件其尺寸稳定性远远不如具有表面压缩残余应力的构件尺寸稳定性好。
残余应力对构件变形的影响包括两个方面，一方面是构件抗静、动荷载的变形能力，另一方面是荷载卸除后变形的恢复能力。残余应力在这两个方面对构建的影响是很大的，因此人们一直在研究消除这些影响的有效方法。
§2.33残余应力对金属脆性破坏的影响
脆性破坏是构建在几乎不存在塑性变形情况下的突然开裂。它在温度突然下降或变形速度突然上升的情况下易发生。这是塑性变形处于压抑状态，如在突然受到较大的作用应力等原因，就易于发生存型断裂破坏。残余应力是作为初始应力存在于构件内，特别是拉伸残余应力与作用拉应力叠加而加速了脆性破坏。
有关文献中做了残余应力对脆性破坏的影响实验，吧76×91cm、厚2cm的软钢板对焊起来。在焊缝处沿结合方向的残余应力是接近焊接金属屈服极限的拉应力。
将焊好的试件的一部分作退货处理以消除焊接应力，再与未经退火处理的试件一起放在-13℃下冷却，发现经退火处理的时间未出现裂纹，而没退火的试件即使在无外力作用下也出现了脆性裂纹。分析其原因是在温度的快速下降时，材料塑性下降所引起的脆性破坏。
有关文献中也给出类似的实验，并得出结论：残余应力与开裂有直接关系，且产生的裂纹全都是存在于拉伸残余应力范围内。可见残余应力不仅直接影响到裂纹的扩展，而且降低了材料脆性破坏的作用应力的临界应力极限，加速了脆性破坏。
残余应力产生的脆性破坏在焊接件中是较易发生的。某重型汽车厂生产的车价由于焊接裂纹而大批报废。某造船厂铸造的十几吨重的大型链轮箱，因开箱温度过高而室温较低，壳体交角处从上至下出现断裂裂纹，裂纹速度发展很快。这些都说明在无外力作用下而产生的脆性破坏完全是由残余应力拉应力造成的结果。近些年来，国内外都在大量研究残余应力对裂纹的发生和扩展的影响。对标准试件施加定量的残余应力是比较困难的，因此该项研究受到较大的限制而进展不快
采用高精度电机控制系统，数码显示，数据打印输出;
本控制系统选用工业控制机机箱，抗电磁场干扰能力强，保证系统在较加恶劣的工业现场正常、可靠运行；
操作系统板为*的新式系统控制方式、严格的选用原装进口元器件，优化了我们产品的结构并确保系统的运行；
嵌入式程序编入，可根据用户反馈信息进行产品改进升级。
本系统供电电源电压为交流220V±10%，*特殊供电，方便随时随地都可操作。
全自动工作模式
运用**的数字信号处理技术，对拾振器采集的振动信号进行实时在线统计、分析，选取有效的激振频率，可全自动完成振动时效工艺过程，在同一坐标内自动绘制振动时效工艺曲线及工艺参数；
可预置局部频带扫频
例如，系统有效工作频率为4000-6000转/分之间，那么在系统启动前，可设定4000转/分以内为快速扫频，4000-6000转/分频带内为慢扫频，6000转/分为终止频率。从而实现频带扫频，提高工作效率。
手动快速扫频，手动时效
振动时效重要的工艺参数为：激振频率、激振力、时效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求，较不可能判定构件的有效振型，从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求，观察构件的各阶振型，选择有效的工艺参数。
采用手动工作方式，可快速了解构件的特性，选取合理的激振及拾振位置，确定的激振频率和激振力。
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振动处理技术又称做振动消除应力，在我国又称做振动时效，它是将一个具有偏心重块的电机系统（称做激振器）刚性固定在金属构件上，并将金属构件用橡胶垫等弹性物体支撑起来，通过控制系统启动电机，并调节其转数，使构件处于共振状态，经20分钟左右的振动处理即可达到调整残余应力的目的，可见，用振动调整残余应力技术是十分简单的。
振动时效之所以能够部分地取代热时效，是由于该项技术具有一些明显的特点。
（一）、金属构件机械性能显着提高
经过振动处理的构件其残余应力可以被消除20%－80%左右，高拉应力区消除的比例比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命，降低应力腐蚀；可以防止或减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生；可以提高构件抗变形的能力，稳定构件的精度，提高机械质量。
（二）、实用性强
由于设备简单，易于搬动，因此可以在任何场地进行现场处理，它不受构件大小和材料的限制，从几十公斤到上百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对于一些大型构件无法使用热时效处理时，振动时效就具有较加**的优越性。
（三）、节省时间、能源和费用，无污染。
振动时效只需20分钟左右即可转入下道工序，而热时效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、电等能源。因此，相对于热时效而言，振动时效可节省能源95%以上，可节省费用90%以上，特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。同时，振动时效只消耗少量的电能，所以没有环境污染。
因此，振动时效可替代传统的自然时效和热时效，被广泛应用于铸件、锻件和焊接件等金属构件的时效处理。具有高效节能、无污染、设备投资少、操作简单、不受生产场地限制等显着特点。

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振动时效重要的工艺参数为：激振频率、激振力、实效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求，较不可能判定构件的有效振型，从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求，观察构件的各阶振型，选择有效的工艺参数。采用手动工作方式，可快速了解构件的特性，选取合理的激振及拾振位置，确定的激振频率和激振力。同时，为了满足批量构件及简单构件的时效要求，被系统增设了手动时效功能，可自动绘制时效曲线及相关数据，为产品检查提供宏观依据，时效时间可在线任意调整
振动处理是对构件施加一交变应力，而残余应力相当于平均应力而改变了总应力水平。但在交变应力作用下，残余应力是一个不稳定的力学量，在振动处理过程中逐渐下降，使总应力水平降低。从图23中可以看到在振动处理过程中残余应力的变化情况，当材料受到等幅交变作用（εc—εB）时，如果材料已经屈服，则残余应力下降。设处理前的残余应力为σA，回线ACB是次交变循环时的应力和应变曲线。当总应力**过A点后，材料进入塑性直到C点。而C B又平行于弹性线，CB末端却又偏离弹性线。这些现象都是由包辛格效应所致。经过一定次数的循环后应力和应变均处于稳定的回线上。如图中曲线所示，残余应力由σA下降到σE而不再变化。
图23和图21从原理上来说是相同的，都说明要使构件中的残余应力下降，必须使作用应力与残余应力叠加后大于材料的屈服极限，即：　 σ动+σ残＞σs
如果残余应力下降后作用应力与残余应力之和小于屈服较**，则构件保持稳定的应力状态。因此振动处理到一定周次后不提高作用应力的量值，则继续处理将不再起作用。

残余应力对疲劳寿命的影响
人们很早就已经知道：当受到交变应力的构件存在压缩残余应力时，该构件的疲劳强度会有所提高，而存在拉伸残余应力时，从而有效地提高疲劳强度。但是很多情况下，构件表面存在着拉伸残余应力，从而有效地提高疲劳强度。但是很多情况下，构件表面存在着拉伸残余应力，人们首先考虑的是如何来改变这种应力分布以提高疲劳寿命，这就是调整残余应力问题，这与考虑残余应力对变形的影响是不相同的，后者考虑的是如何降低或消除残余应力以保证变形的稳定性。
实际上，残余应力对疲劳的影响因条件和环境的不同而改变。他与残余应力分布规律和量值、材料的弹性性能、外来作用的状态等因素有关。当我们研究残余应力对疲劳的影响是既要考虑宏观残余应力的影响，也要考虑微观残余应力的影响。
可以认为，宏观残余应力在初期暂时与作用的交变应力叠加，改变盈利水平，较大的影响着疲劳寿命。而由微观组织不均匀性所造成的残余应力在应力交变过程中，会使微观区
域内的塑性变形积累，使该部分产生应力集中，并使组织内发生裂纹。这些影响比起对静强度的影响来说，在实用上将较为重要。
本控制系统选用工业控制机机箱，具有良好的扩展性和可靠性，确保主机及技术资料安全；抗电磁场干扰能力强，保证系统在较加恶劣的工业现场正常、可靠运行；
操作系统板为*的新式系统控制方式、严格的选用原装进口元器件，优化了我们产品的结构并确保系统的运行；
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