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本文从振动时效的机理出发,对振动时效的工艺参数及时效效果的评价方法进行了探讨,由动应力判据引发了对时效工艺参数的进一步研究。通过分别建立试验方案,对影响振动时效效果的三个主要参数:动应力、频率以及初始残余应力,进行了试验研究,具体如下:
分别从金属的应力应变机制和构件在外力作用下的位错运动,阐述了振动时效消除残余应力的宏观和微观机理。在此基础上全面分析了振动时效对构件的几何尺寸稳定性和疲劳寿命的影响。
对目前正在使用的以及尚处于研究阶段的振动时效效果评定方法,就其原理和应用特点等进行了探讨,尤其动应力判据,较其它方法更快速、更方便、更经济且易于规范化,具有良好的应用前景,但在它的数学模型中仅考虑动应力σd、加载次数n和原始残余应力σr对消应力效果的影响,而影响振动时效的因素还很多,因此还需要进一步改进优化工艺参数,完善数学模型,从而获得更适合实际工艺的动应力判据方程。
设计了一套试验系统,并对影响振动时效效果的三个主要参数(动应力、频率以及初始残余应力)进行了试验研究:
1)通过正交试验来研究这三个参数的主次关系以及它们之间有无交互作用。试验结果表明:动应力σd和初始残余应力σr是影响振动时效消应力效果的最主要的因素,但是频率对时效效果的影响也比较大,不容忽视,频率和原始残余应力、动应力和原始残余应力之间的交互作用比较明显。
2)通过比较分析试验得出动应力对振动时效效果的影响:在残余应力一定的情况下,随着外加动应力的加大,残余应力减小量也非线性增加,且它们之间的关系接近二次非线形关系。
3)在动应力、初始残余应力以及振动时间一定的情况下,频率对消应效果的影响很大,随着频率的升高,消应率呈下降趋势,并对此结果进行了分析解释。
这些都将对动应力判据的进一步深入研究有着重要的参考价值和指导意义。