开缝衬套冷挤压技术通过引入残余压应力,以抑制孔周边裂纹源的萌生,对航空结构件中的紧固孔强化效果明显。但是当工件承受交变力及温度变化等作用时,所引入的压应力将会出现一定的释放,导致疲劳增益下降。为了研究该残余应力场在外载荷作用下的释放规律,本文针对2A12铝合金孔工件在二维振动应力释放中频率的作用规律开展了研究。本文开展的工作和取得的成果如下:1.本文对于二维振动法的理论进行了研究。确定了双激励非共振型的振动产生形式,分析了基于李沙育图形的二维振动合成原理;结合振动时效的理论,分析了频率、频率比、相位差、振幅等参数对振动轨迹图像以及对应力释放效果的影响;选取了具有代表性的频率比和相位差组合成的6种振动轨迹图进行深入研究。2.设计了一种可在100Hz以下调频使用的双激励非共振型二维振动应力释放装置。对其中实现二维纵向振动合成的结构件柔性铰链进行了设计,使用ANSYS Workbench软件对柔性铰链进行模态分析、谐响应分析以辅助结构设计。对二维振动系统所用驱动设备进行了选型。对工件及激振器实现了三维定位工装及控制。采用PCB三轴加速度传感器对柔性铰链的振动输出端进行振动检测,并通过MATLAB软件对所采集的加速度信号进行二次积分处理,获得了不同激振条件下该二维振动装置输出的振动轨迹,验证了其符合李沙育图形规律,以及该二维振动应力释放装置具有可行性和有效性。3.本文利用ABAQUS/Explicit方法对开缝衬套冷挤压过程进行仿真分析,得到冷挤压强化处理后孔周围的残余应力分布规律。基于仿真分析以实践结果,选取挤压速度为50mm/min,成功制备了实验所需开缝衬套冷挤压强化孔工件。使用X射线应力测量仪对孔的挤出面进行应力测量,对比冷挤压强化处理前后的应力场可知,孔周围半径10mm范围内径向压应力、切向压应力均有明显增大,分别可达到100MPa、200MPa,冷挤压强化效果明显。4.以频率比、相位差为研究对象,设计实施了2组单因素实验。对实验所用工件振动前后的应力场进行对比分析。从总体趋势上来看,随着频率比的增大,工件内部应力变化量逐渐增大;频率比相同时,相位差为/4的振动处理工件应力释放效果较好;当频率比相位差均相同时,即同一工件内部,切向平均应力变化率远远大于径向平均应力变化率。频率在二维振动应力释放中有着关键作用。