CN109321743B - 一种确定振动时效激振频率的***及方法 - Google Patents

一种确定振动时效激振频率的***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109321743B
CN109321743B CN201811066485.9A CN201811066485A CN109321743B CN 109321743 B CN109321743 B CN 109321743B CN 201811066485 A CN201811066485 A CN 201811066485A CN 109321743 B CN109321743 B CN 109321743B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
component
excitation
module
excitation frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811066485.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109321743A (zh
Inventor
顾邦平
王思淇
严振武
魏伟
胡雄
赖金涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Maritime University
Original Assignee
Shanghai Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Maritime University filed Critical Shanghai Maritime University
Priority to CN201811066485.9A priority Critical patent/CN109321743B/zh
Publication of CN109321743A publication Critical patent/CN109321743A/zh
Priority to US16/562,692 priority patent/US11327054B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN109321743B publication Critical patent/CN109321743B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4472—Mathematical theories or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/46—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

确定振动时效激振频率的***，包括上位机***、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***包括有限元数值模拟模块，优选的激振频率确定模块，参考电压峰值设置模块，激振信号合成模块，电压信号获取模块，傅里叶变换模块，实际电压峰值获取模块，电压峰值差值存储模块。确定振动时效激频率的方法其特征在于：数值模拟分析；确定优选的激振频率；合成激振信号；傅里叶变换分析；从优选的激振频率中确定用于动时效处理的激振频率。本发明具有能够根据构件表面残余应力分布状态确定振动时效激振频率的优点。

Description

一种确定振动时效激振频率的***及方法
技术领域
本发明涉及振动时效技术领域，特指一种确定振动时效激振频率的***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***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，本发明提出一种确定振动时效激振频率的***及方法。
发明内容
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，本发明提出一种确定振动时效激振频率的***及方法。
确定振动时效激振频率的***，包括上位机***、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***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***连接。
上位机***包括有限元数值模拟模块，优选的激振频率确定模块，优选的激振频率参考电压峰值设置模块，激振信号合成模块，获取数据采集卡采集到的电压信号的电压信号获取模块，对电压信号进行快速傅里叶变换的傅里叶变换模块，从快速傅里叶变换结果中获取各个优选的激振频率点实际电压峰值的实际电压峰值获取模块，用于存储参考电压峰值与实际电压峰值之间差值的电压峰值差值存储模块。
进一步，所述的支撑装置为弹性元件。
进一步，所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。
确定振动时效激振频率的方法包括以下步骤：
(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***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，同时加速度传感器将Δt时间段内采集到的构件振动信号通过电荷放大器转换为模拟电压信号；数据采集卡将采集到的模拟电压信号转换为数字电压信号；电压信号获取模块获取数据采集卡采集到的数字电压信号；傅里叶变换模块对数字电压信号进行快速傅里叶变换获取电压信号的频谱；实际电压峰值获取模块从频谱中获取优选的一组激振频率点上的各个实际电压峰值Usi，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；计算各个优选激振频率的参考电压峰值Uri与实际电压峰值Usi之间的差值Uri﹣Usi，并将计算结果存储到电压峰值差值存储模块中；选取电压峰值差值最大的频率作为振动时效处理的激振频率。
现有的振动时效工艺，常常选择构件振动时效处理前构件的固有频率或者谐波频率值作为激振频率，且在振动时效处理过程中激振频率是恒定不变的。然而，构件在振动时效处理过程中固有频率值或者谐波频率值会变小，使得激振频率值与构件实际固有频率值或谐波频率值的差值越来越大，构件振动效果越来越差，导致作用在构件上的加速度振级越来越小，即作用在构件上的振动能量越来越小，降低了残余应力的消除效果。因此，本发明根据构件振动时效处理过程中产生的这个现象，从优选的一组激振频率中选取电压峰值差值最大的频率作为振动时效处理的激振频率，是因为电压峰值差值越大，表明构件的微观缺陷在此激振频率作用下变化最为明显，即构件的残余应力消除效果最好；同时本发明提出的激振频率确定方法克服了扫频法确定振动时效处理的激振频率时，不考虑构件表面残余应力分布状态的不足；此外，本发明提出的激振频率确定方法在确定振动时效处理的激振频率时更有针对性，使得整个激振频率确定过程更有效率。
进一步，所述的信号连线包括上位机***与任意波形发生卡之间的信号连线；任意波形发生卡与驱动器之间的信号连线；驱动器与激振器之间的信号连线；加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；电荷放大器与数据采集卡之间的信号连线；数据采集卡与上位机***之间的信号连线；所述的电源包括上位机***、任意波形发生卡、驱动器、激振器、电荷放大器和数据采集卡的电源。
进一步，所述的时间Δt为5min。
进一步，所述的电压峰值用于表征作用在构件上的振动能量。
所述的加速度传感器的灵敏度值为s(pC/ms-2)，电荷放大器输入端的灵敏度系数为S(pC/Unit)，放大系数为F(Unit/V)，则作用在构件上的加速度振级与电压峰值之间的转换关系为
Figure BDA0001794260310000031
其中a为作用在构件上的加速度振级，U为电压峰值，因此电压峰值能够用于表征作用在构件上的振动能量，且采用所述的电压峰值表征作用在构件上的振动能量，可以减少上位机***的处理工作量，提高整个振动时效***的运行效率。
本发明的技术构思是：由上位机***、任意波形发生卡、驱动器、激振器、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡以及支撑装置组成确定振动时效激振频率的***，该***在确定振动时效激振频率时，采用了数值模拟技术与傅里叶变换技术，能够获得理想的振动时效消除残余应力的效果。
本发明的有益效果如下：
1、采用本发明提出的确定振动时效激振频率的***确定构件振动时效处理的激振频率时，是通过上位机***进行控制，减少了工作量，提高了工作效率。
2、本发明采用数值模拟技术获取构件的振型和构件的表面残余应力分布状态，在此基础上确定构件的振动时效处理的激振频率，有利于获得理想的振动时效消除残余应力的效果。
3、本发明采用数值模拟技术确定出优选的一组激振频率，在此基础上采用傅里叶变换技术从优选的一组激振频率中确定振动时效处理的激振频率，克服了扫频法确定激振频率时不考虑构件表面残余应力分布状态的不足，同时与扫频法相比，本发明提出的激振频率确定方法更有针对性，且整个激振频率确定过程更有效率。
附图说明
图1确定振动时效激振频率的***示意图。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
确定振动时效激振频率的***，包括上位机***、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***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***连接。
上位机***包括有限元数值模拟模块，优选的激振频率确定模块，优选的激振频率参考电压峰值设置模块，激振信号合成模块，获取数据采集卡采集到的电压信号的电压信号获取模块，对电压信号进行快速傅里叶变换的傅里叶变换模块，从快速傅里叶变换结果中获取各个优选的激振频率点实际电压峰值的实际电压峰值获取模块，用于存储参考电压峰值与实际电压峰值之间差值的电压峰值差值存储模块。
进一步，所述的支撑装置为弹性元件。
进一步，所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。
确定振动时效激振频率的方法包括以下步骤：
(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***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，同时加速度传感器将Δt时间段内采集到的构件振动信号通过电荷放大器转换为模拟电压信号；数据采集卡将采集到的模拟电压信号转换为数字电压信号；电压信号获取模块获取数据采集卡采集到的数字电压信号；傅里叶变换模块对数字电压信号进行快速傅里叶变换获取电压信号的频谱；实际电压峰值获取模块从频谱中获取优选的一组激振频率点上的各个实际电压峰值Usi，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；计算各个优选激振频率的参考电压峰值Uri与实际电压峰值Usi之间的差值Uri﹣Usi，并将计算结果存储到电压峰值差值存储模块中；选取电压峰值差值最大的频率作为振动时效处理的激振频率。
现有的振动时效工艺，常常选择构件振动时效处理前构件的固有频率或者谐波频率值作为激振频率，且在振动时效处理过程中激振频率是恒定不变的。然而，构件在振动时效处理过程中固有频率值或者谐波频率值会变小，使得激振频率值与构件实际固有频率值或谐波频率值的差值越来越大，构件振动效果越来越差，导致作用在构件上的加速度振级越来越小，即作用在构件上的振动能量越来越小，降低了残余应力的消除效果。因此，本发明根据构件振动时效处理过程中产生的这个现象，从优选的一组激振频率中选取电压峰值差值最大的频率作为振动时效处理的激振频率，是因为电压峰值差值越大，表明构件的微观缺陷在此激振频率作用下变化最为明显，即构件的残余应力消除效果最好；同时本发明提出的激振频率确定方法克服了扫频法确定振动时效处理的激振频率时，不考虑构件表面残余应力分布状态的不足；此外，本发明提出的激振频率确定方法在确定振动时效处理的激振频率时更有针对性，使得整个激振频率确定过程更有效率。
进一步，所述的信号连线包括上位机***与任意波形发生卡之间的信号连线；任意波形发生卡与驱动器之间的信号连线；驱动器与激振器之间的信号连线；加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；电荷放大器与数据采集卡之间的信号连线；数据采集卡与上位机***之间的信号连线；所述的电源包括上位机***、任意波形发生卡、驱动器、激振器、电荷放大器和数据采集卡的电源。
进一步，所述的时间Δt为5min。
进一步，所述的电压峰值用于表征作用在构件上的振动能量。
所述的加速度传感器的灵敏度值为s(pC/ms-2)，电荷放大器输入端的灵敏度系数为S(pC/Unit)，放大系数为F(Unit/V)，则作用在构件上的加速度振级与电压峰值之间的转换关系为
Figure BDA0001794260310000061
其中a为作用在构件上的加速度振级，U为电压峰值，因此电压峰值能够用于表征作用在构件上的振动能量，且采用所述的电压峰值表征作用在构件上的振动能量，可以减少上位机***的处理工作量，提高整个振动时效***的运行效率。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.使用一种确定振动时效激振频率的***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***包括上位机***、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***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***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***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，同时加速度传感器将Δt时间段内采集到的构件振动信号通过电荷放大器转换为模拟电压信号；数据采集卡将采集到的模拟电压信号转换为数字电压信号；电压信号获取模块获取数据采集卡采集到的数字电压信号；傅里叶变换模块对数字电压信号进行快速傅里叶变换获取电压信号的频谱；实际电压峰值获取模块从频谱中获取优选的一组激振频率点上的各个实际电压峰值Usi，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；计算各个优选激振频率的参考电压峰值Uri与实际电压峰值Usi之间的差值Uri﹣Usi，并将计算结果存储到电压峰值差值存储模块中；选取电压峰值差值最大的频率作为振动时效处理的激振频率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上位机***包括有限元数值模拟模块，优选的激振频率确定模块，优选的激振频率参考电压峰值设置模块，激振信号合成模块，获取数据采集卡采集到的电压信号的电压信号获取模块，对电压信号进行快速傅里叶变换的傅里叶变换模块，从快速傅里叶变换结果中获取各个优选的激振频率点实际电压峰值的实际电压峰值获取模块，用于存储参考电压峰值与实际电压峰值之间差值的电压峰值差值存储模块。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的支撑装置为弹性元件。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的信号连线包括上位机***与任意波形发生卡之间的信号连线；任意波形发生卡与驱动器之间的信号连线；驱动器与激振器之间的信号连线；加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；电荷放大器与数据采集卡之间的信号连线；数据采集卡与上位机***之间的信号连线；所述的电源包括上位机***、任意波形发生卡、驱动器、激振器、电荷放大器和数据采集卡的电源。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的时间Δt为5min。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的电压峰值用于表征作用在构件上的振动能量。
CN201811066485.9A 2018-09-10 2018-09-10 一种确定振动时效激振频率的***及方法 Active CN109321743B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811066485.9A CN109321743B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 一种确定振动时效激振频率的***及方法
US16/562,692 US11327054B2 (en) 2018-09-10 2019-09-06 System for determining excitation frequency of vibratory stress relief and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811066485.9A CN109321743B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 一种确定振动时效激振频率的***及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109321743A CN109321743A (zh) 2019-02-12
CN109321743B true CN109321743B (zh) 2023-05-23

Family

ID=65265780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811066485.9A Active CN109321743B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 一种确定振动时效激振频率的***及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11327054B2 (zh)
CN (1) CN109321743B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111650283B (zh) * 2020-06-17 2023-02-24 上海海事大学 一种基于声发射技术的残余应力峰值位置定位方法
CN111650284B (zh) * 2020-06-17 2023-04-18 上海海事大学 一种基于声发射技术的振动焊接状态检测***及方法
CN111783342B (zh) * 2020-07-06 2024-01-30 上海海事大学 一种仿生爬行式超高频振动时效仿生爬行间距的确定方法
CN112284707B (zh) * 2020-10-22 2023-01-24 国网青海省电力公司海西供电公司 一种断路器振动信号的处理方法
CN112731867B (zh) * 2020-12-15 2021-12-28 四川大学 一种薄壁零件残余应力检测在线补偿及振动时效方法
CN112986392B (zh) * 2021-02-26 2023-10-24 北京龙鼎源科技股份有限公司 激励频率的确定方法和装置
CN113832338B (zh) * 2021-11-05 2023-06-23 蓝家晟 一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除***

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4968359A (en) * 1989-08-14 1990-11-06 Bonal Technologies, Inc. Stress relief of metals
CN103773945B (zh) * 2014-01-25 2016-05-04 浙江大学 振动时效振级实时测试***以及自动调整方法
US20170133966A1 (en) * 2015-11-09 2017-05-11 Qualcomm Incorporated Resonant frequency search for resonant actuators
CN105506267B (zh) * 2015-12-25 2018-03-06 常州大学 一种多频耦合的振动时效***及方法
CN105543469B (zh) * 2015-12-25 2018-06-26 常州大学 一种确定振动时效激振频率的***及方法
TWI660050B (zh) * 2016-11-04 2019-05-21 國立中興大學 簡便應力消除方法及其裝置
CN108130413B (zh) 2017-03-20 2019-06-04 南宁市神华振动时效技术研究所 钢结构桥梁的钢梁振动时效方法
CN108456772B (zh) * 2018-01-18 2020-01-07 上海海事大学 一种确定超声振动时效工艺参数的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11327054B2 (en) 2022-05-10
CN109321743A (zh) 2019-02-12
US20200080975A1 (en) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109321743B (zh) 一种确定振动时效激振频率的***及方法
CN109182728B (zh) 一种绿色智能振动时效***及方法
CN100523765C (zh) 大型发电机定子槽楔松动振动检测方法及装置
CN103773945A (zh) 振动时效振级实时测试***以及自动调整方法
CN109932151B (zh) 一种行波激励作用下整体叶盘节径运动测试装置及方法
CN110983025A (zh) 一种用于消除小尺寸构件残余应力的高频振动时效***及方法
CN109182727B (zh) 一种基于声发射技术的振动时效工艺参数确定***及方法
CN105547619A (zh) 一种薄壁构件高阶模态频率及阻尼测试方法及***
CN110907827B (zh) 一种马达瞬态失真测量方法及***
CN105506267B (zh) 一种多频耦合的振动时效***及方法
CN109182729B (zh) 一种基于变频调速与数值模拟技术的振动时效***
CN105258784A (zh) 一种自动脉冲激励模态参数识别方法及装置
CN111504585A (zh) 一种整体叶盘多载荷振动实验装置及方法
CN111964583B (zh) 马达振动位移估测方法、装置及介质
CN109182726B (zh) 一种基于声发射技术的振动时效激振频率确定***及方法
CN210271424U (zh) 一种用于模态分析的自测装置
CN102818686B (zh) 栅控行波管金属栅网模态试验方法
CN105861811A (zh) 一种振动时效效果的在线定量化评价***及方法
CN103713674A (zh) 用于振动、温湿度综合测试装置的控制方法
CN111735593A (zh) 一种水轮机模型机振动频率跟踪测试分析方法
CN109487073A (zh) 基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效***及方法
CN109136527B (zh) 一种基于声发射技术的振动时效工艺参数确定方法
CN110760670A (zh) 用于消除小尺寸构件残余应力的智能高频振动时效***
CN113268829B (zh) 一种机械部件正弦扫频振动疲劳损伤估算方法
CN110763581A (zh) 用于无损检测小尺寸构件表层微观裂纹的智能高频振动***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant