振動時效/震動時效/振動時效儀/震動時效機

振動時效是機械作用法，是在機械力的作用下使工件產(chǎn)生局部的塑性變形從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力為目的。但機械作用使應(yīng)力消除程度是有限的，不能完全消除。因此機械作用方法往往是把應(yīng)力降低和重新分布作為主要目的。相對熱作用方法而言，機械作用方法卻不會使工件的機械性能改變，并且不需要大型加熱爐之類的處理設(shè)備，因此從使用角度上來看是經(jīng)濟的。振動時效又稱振動消除應(yīng)力法，是將工件（包括鑄件、鍛件、焊接結(jié)構(gòu)件等）在其固有頻率下進行數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘的振動處理，消除其殘余應(yīng)力，使尺寸精度獲得穩(wěn)定的一種方法。這種工藝具有耗能少、時間短、效果顯著等特點。近年來在國內(nèi)外都得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。



振動時效的實質(zhì)是以振動的形式給工件施加附加應(yīng)力, 當附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后, 達到或超過材料的屈服極限時, 工件發(fā)生微觀塑性變形, 從而降低和均化工件內(nèi)的殘余應(yīng)力, 并使其尺寸精度達到穩(wěn)定.



在工件上施加附加應(yīng)力的方法有很多種。施加靜力或靜力矩也可得到消除應(yīng)力、穩(wěn)定精度的效果，這就是靜態(tài)過載法以動力形式施加的附加應(yīng)力也可以是沖擊、隨機振動或周期振動，周期振動中包括共振。



    在本世紀五十年代前后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，振動理論、測試技術(shù)和激振設(shè)備都得到迅速發(fā)展，從而發(fā)現(xiàn)，在工件的共振頻率下進行振動，可以縮短振動處理時間，消除應(yīng)力和穩(wěn)定精度的效果更好，能源消耗也最少。同時出現(xiàn)了相應(yīng)的振動設(shè)備。這種新型的振動時效工藝和設(shè)備的出現(xiàn)，立即受到各國的高度重視，迅速應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。 


    目前各國采用的振動時效工藝，大多數(shù)是共振時效。這種工藝是將激振器牢固地夾持在被處理工件的適當位置上，通過振動設(shè)備的控制部分，根據(jù)工件的大小和形狀調(diào)節(jié)激振力，并根據(jù)工件的固有頻率調(diào)節(jié)激振頻率，直至使聯(lián)結(jié)在工件上的振動傳感器（速度計或加速度計）所接收的信號達到一個最大值。這時標志工件已達到共振。在這種狀態(tài)下持續(xù)振動一段時間，即可達到消除應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸精度的目的。 


    由于這種工藝日趨成熟，振動和控制設(shè)備日臻完善，振動時效已為十多個工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用。美國某應(yīng)力消除公司，進行5000多項振動時效處理，結(jié)果分析成本僅為熱時效的10%，在消除應(yīng)力方面完全可取代熱時效。英國和西德對飛機裝配型架的焊接梁和框架普遍采用了振動時效，蘇聯(lián)金屬切削機床實驗科學(xué)研究院將振動時效工藝推薦給各機床廠，某些重型機床廠的大件和基礎(chǔ)零件全部采用了振動時效。 


    我國近年來在振動時效的研究與應(yīng)用方面也取得了長足的進展。實際使用情況表明，經(jīng)過振動時效的工件尺寸精度穩(wěn)定性良好，振動時效費用僅為熱時效的10%左右，能源消耗不到熱時效的5%。 


    由于振動時效的技術(shù)經(jīng)濟效果日益顯著，其應(yīng)用范圍也不斷擴大。在機械制造、航空、化工器械、動力機械等行業(yè)中，用鋼、鑄鐵、有色合金等材料制造的各類零件成功地采用了振動時效。