The invention relates to a method for repairing fatigue damage of a copper film specimen by a plurality of vibration treatments, belonging to the technical field of mechanical manufacture and vibration treatment. Device including specimen partition device, modal vibration, specimen partition device, a power amplifier and a signal generator; using finite element analysis software to simulate the original static analysis of fatigue damage process, simulation and analysis of vibration process with transient dynamics analysis, the specimen stress condition, get the optimal parameters and the corresponding repair effect; because every time after fatigue damage test of copper thin film microstructure inside are different, need to deal with the transient analysis of experimental simulation of vibration repair by finite element software, the optimal parameters and the corresponding repair effect, the optimal parameters were obtained for each device as output parameters. The invention guides the experiment through the finite element simulation to obtain the optimum parameter, carries on the multi vibration restoration processing, causes the specimen damage to erase unceasingly, each time the repair effect achieves the best, thus continues to extend the remaining life.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械制造与振动处理应用
,特别提出了一种多次振动处理修复铜薄膜试件疲劳损伤的方法。
技术介绍
振动时效基本思想是通过对应力工件施以循环载荷使工件内应力释放从而使工件残余应力降低,尺寸稳定下来而达到时效之目的。它能有效愈合金属构件的疲劳损伤,延长其疲劳寿命,且生产周期短,处理地点灵活,耗能少,无环境污染,因此具有很大的实用价值和工程意义。铜薄膜广泛地应用于大规模集成电路及微电子机械系统中,在服役过程中常常受到循环应力应变的作用而失效甚至破坏,从而带来较大的经济损失,因此提高铜薄膜的使用寿命,采取有效的方法进行疲劳损伤修复是至关重要的。有限元法是利用计算机而发展起来的一种有效的数值方法。对于振动处理的研究除了应用试验方法外,还可以利用有限元数值模拟的方法进行研究。而且有限元方法可以降低研究成本和研究时间,大大的节约了人力、财力和物力。专利号为CN201610405871.0的学者曾提出“一种修复铜薄膜试件疲劳损伤的振动处理方法”。该方法对于单次振动修复取得了较好的修复效果,但是在实际应用中,按其参数进行多次疲劳振动时,修复效果较差。对此,探究振动机理并且用有限元仿真求得多次振动最优参数从而指导试验,进一步提高铜薄膜疲劳寿命的方法是很必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了最大程度提高铜薄膜材料的疲劳寿命,提供一种新型的多次振动处理修复铜薄膜试件疲劳损伤的方法。由于单次振动处理的方法对疲劳寿命的延长较有限,且用同一参数进行多次振动处理无明显效果。因此用有限元分析软件模拟多次振动修复处理试验,以求得每次最优修复效果及其对应的参数。将每次得到 ...
【技术保护点】
一种多次振动处理修复铜薄膜试件疲劳损伤的方法,其特征在于:该装置的步骤如下:步骤1)该振动处理装置包括试件隔断装置、模态激振器、波形发生器和功率放大器;其中试件隔断装置与模态激振器的振动台刚性固定在一起;模态激振器和功率放大器相连接;功率放大器和波形发生器连接,并且均与电源连接;步骤2)用有限元分析软件静态分析模拟试件疲劳损伤过程,用瞬态动力学分析模拟振动处理过程,分析试件受力情况,得到最优修复效果所对应的参数:频率和电压值;步骤3)调整模态激振器位置使其保持水平,将铜薄膜试件水平放置在试件隔断装置内,使试件周围不受约束;步骤4)依次开启功率放大器和波形发生器,待指示灯显示设备为正常运行状态,在波形发生器处输入步骤2)获得的最优频率和电压值,得到目标频率及振动加速度,设置输出波形为正弦波;步骤5)参数设置完成后,启动波形发生器的输出键,并使试件处于自由振动状态;步骤6)3小时后依次关闭波形发生器和功率放大器,将铜薄膜试件从试件隔断装置内取出;步骤7)将修复后的铜薄膜试件再次进行疲劳损伤处理或应用,然后重复步骤2)‑6):用有限元分析软件静态分析模拟试件该次疲劳损伤过程,用瞬态动力学分析 ...
【技术特征摘要】
1.一种多次振动处理修复铜薄膜试件疲劳损伤的方法,其特征在于:该装置的步骤如下:步骤1)该振动处理装置包括试件隔断装置、模态激振器、波形发生器和功率放大器;其中试件隔断装置与模态激振器的振动台刚性固定在一起;模态激振器和功率放大器相连接;功率放大器和波形发生器连接,并且均与电源连接;步骤2)用有限元分析软件静态分析模拟试件疲劳损伤过程,用瞬态动力学分析模拟振动处理过程,分析试件受力情况,得到最优修复效果所对应的参数:频率和电压值;步骤3)调整模态激振器位置使其保持水平,将铜薄膜试件水平放置在试件隔断装置内,使试件周围不受约束;步骤4)依次开启功率放大器和波形发生器,待指示灯显示设备为正常运行状态,在波形发生器处输入步骤2)获得的最优频率和电压值,得到目标频率及振动加速度,设置输出波形为正弦波;步骤5)参数设置完成后,启动波形发生器的输出键,并使试件处于自由振动状态;步骤6)3小时后依次关闭波形发生器和功率放大器,将铜薄膜试件从试件隔断装置内取出;步骤7)将修复后的铜薄膜试件再次进行疲劳损伤处理或应用,然后重复步骤2)-6):用...
【专利技术属性】
技术研发人员:尚德广,张子骁,张海萌,刘亚楠,吕帅,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。