The system for determining the excitation frequency of VSR includes upper computer system, arbitrary waveform generator card, driver, exciter, acceleration sensor, charge amplifier, data acquisition card and support device; the exciter is fixed on the surface of the component, and the component is supported by elastic support device; the upper computer system includes finite element numerical simulation module, and the optimum excitation frequency is correct. Fixed module, reference voltage peak setting module, excitation signal synthesis module, voltage signal acquisition module, Fourier transform module, actual voltage peak acquisition module, voltage peak difference storage module. The method for determining the excitation frequency of VSR is characterized by: numerical simulation analysis; determination of optimal excitation frequency; synthesis of excitation signal; Fourier transform analysis; and determination of excitation frequency for VSR treatment from optimal excitation frequency. The invention has the advantage of determining the vibration frequency of vibration aging according to the distribution state of residual stress on the surface of the component.
【技术实现步骤摘要】
一种确定振动时效激振频率的系统及方法
本专利技术涉及振动时效
,特指一种确定振动时效激振频率的系统及方法。技术背景如何消除构件加工制造过程中的残余应力是机械制造工业领域中的一项重要研究课题。振动时效技术具有处理效果好、处理时间短、环境污染小、能耗低、易于现场操作等特点,属于高效节能绿色环保的时效处理技术。因此,对振动时效技术开展研究具有重要的工程应用价值。目前市场上常用的振动时效系统采用的是传统的扫频法确定振动时效的激振频率,并未考虑构件的残余应力分布状态,这样确定的振动时效激振频率,不利于获得理想的振动时效消除残余应力的效果。此外,扫频法是通过扫频振动的方式寻找构件的固有频率,然后在其固有频率或在其亚共振区域选择一频率对构件进行振动时效处理,然而通过扫频振动的方式确定的构件振动时效激振频率往往不止一个,此时如何在这些频率中确定出合适的振动时效激振频率已经成为振动时效工艺参数研究领域迫切需要解决的一个问题。鉴于此,为了克服现有扫频法确定振动时效激振频率时存在的不足,本专利技术提出一种确定振动时效激振频率的系统及方法。
技术实现思路
为了克服现有扫频法确定振动时效激振频率时存在的不足,本专利技术提出一种确定振动时效激振频率的系统及方法。确定振动时效激振频率的系统,包括上位机系统、任意波形发生卡、驱动器、激振器、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡、支撑装置;激振器固定在构件表面,构件采用具有弹性的支撑装置进行支撑;上位机系统控制任意波形发生卡输出的激振信号经由驱动器输入到激振器,进而驱动激振器产生振动;加速度传感器安装在构件上,加速度传感器与电荷放大器 ...
【技术保护点】
1.使用一种确定振动时效激振频率的系统确定振动时效激振频率的方法,所述的确定振动时效激振频率的系统包括上位机系统、任意波形发生卡、驱动器、激振器、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡、支撑装置;激振器固定在构件表面,构件采用具有弹性的支撑装置进行支撑;上位机系统控制任意波形发生卡输出的激振信号经由驱动器输入到激振器,进而驱动激振器产生振动;加速度传感器安装在构件上,加速度传感器与电荷放大器的输入端连接,电荷放大器的输出端与数据采集卡的输入端连接,数据采集卡的输出端与上位机系统连接,其特征在于方法按照如下步骤进行:(1)、将构件与激振器固定连接;采用具有弹性的支撑装置对构件进行支撑,以便激振器对构件进行激振;接通信号连线,接通电源;(2)、启动有限元数值模拟模块中安装的ANSYS有限元软件;采用ANSYS有限元软件建立构件的三维有限元模型,模拟构件的实际加工制造过程,得到构件的表面残余应力分布状态;对构件进行数值模态分析,得到构件的各阶固有频率、各阶谐波频率以及与各阶固有频率、各阶谐波频率所对应的振型;确定每一阶振型上振动能量分布较大的区域;优选的激振频率确定模块根据构件的表面残余应力分 ...
【技术特征摘要】
1.使用一种确定振动时效激振频率的系统确定振动时效激振频率的方法,所述的确定振动时效激振频率的系统包括上位机系统、任意波形发生卡、驱动器、激振器、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡、支撑装置;激振器固定在构件表面,构件采用具有弹性的支撑装置进行支撑;上位机系统控制任意波形发生卡输出的激振信号经由驱动器输入到激振器,进而驱动激振器产生振动;加速度传感器安装在构件上,加速度传感器与电荷放大器的输入端连接,电荷放大器的输出端与数据采集卡的输入端连接,数据采集卡的输出端与上位机系统连接,其特征在于方法按照如下步骤进行:(1)、将构件与激振器固定连接;采用具有弹性的支撑装置对构件进行支撑,以便激振器对构件进行激振;接通信号连线,接通电源;(2)、启动有限元数值模拟模块中安装的ANSYS有限元软件;采用ANSYS有限元软件建立构件的三维有限元模型,模拟构件的实际加工制造过程,得到构件的表面残余应力分布状态;对构件进行数值模态分析,得到构件的各阶固有频率、各阶谐波频率以及与各阶固有频率、各阶谐波频率所对应的振型;确定每一阶振型上振动能量分布较大的区域;优选的激振频率确定模块根据构件的表面残余应力分布状态,确定出峰值残余应力分布区域与振动能量分布较大区域相一致的振型,该振型对应的频率即为优选出的振动时效激振频率fi,i=1,2,···,n,其中n为正整数,为优选出的一组激振频率的个数;(3)、在优选的激振频率参考电压峰值设置模块中设置优选的一组频率为激振频率的正弦信号的参考电压峰值Uri,i=1,2,…,n,其中n为正整数,为优选出的一组激振频率的个数;激振信号合成模块将电压峰值为Uri的优选的一组正弦信号合成用于振动时效处理的激振信号;上位机系统将合成的数字激振信号通过任意波形发生卡转换为模拟激振信号;任意波形发生卡输出的模拟激振信号经由驱动器输入激振器,从而驱动激振器产生振动;(4)、对构件在合成的激振信号下进行振动时效处理Δt时间,...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾邦平,王思淇,严振武,魏伟,胡雄,赖金涛,
申请(专利权)人:上海海事大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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