[发明专利]一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置

说明书

本发明涉及高强合金环件残余应力调控技术领域，且公开了一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置。基座的顶部环形均匀固定多组振动时效组和多组加热装置，所述振动时效组包括：衔铁、激振电磁铁、支撑柱、加载头、传力液压缸、预载液压缸、预载液压缸固定板、弹簧板固定板、弹簧板等，所述预载液压缸将产生一个沿高强合金环件径向的恒定载荷，通过所述加载头传递到高强合金环件内环壁，所述传力液压缸将所述激振电磁铁产生的激振载荷通过所述加载头传递到高强合金环件内环壁，所述加热装置通过控制面板控制为高强合金环件施加热载荷，恒定载荷、激振载荷、热载荷相互作用可以实现高强合金环件热振耦合式残余应力调控。

技术领域

本发明涉及高强合金环形工件残余应力调控技术领域，具体为一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置。

背景技术

由于钛合金、铝合金、高温合金等高强合金材料，具有密度低、强度高、耐腐蚀性好、耐磨性好、耐热性好等优异的材料属性。因此，在航空发动机、运载火箭、超高声速导弹等军工产品中大量应用这些高强度合金材料。

在高强合金环件加工制造的过程中，一定程度会在环件的内部产生残余应力。残余应力的存在会对高强合金环件产生许多不好的结果，例如，让环件产生变形或使其尺寸发生变化，会减小环件实际承载能力，会增加环件应力腐蚀，会减少环件的疲劳使命等。这些其中任意一点都有可能产生巨大的损失，甚至形成不可逆的后果。最新提出的热振耦合残余应力均化技术通过合适的温度来减低材料的屈服极限，通过振动促进晶格滑移运动，来松弛材料内部的不均匀残余应力。随着这几年高强合金材料的大量使用，对高强合金环件的残余应力调控也成为了一个重要的研究方向。由于环件种类的复杂化，残余应力调控时所需要的激振力频率、加热温度等因素也需要随之改变，现有的设备难以满足需求。

因此，本发明提出一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置，可以很好的应对环件尺寸不同、激振力频率不同、加热温度不同等复杂情况。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置，能够调控不同尺寸的高强合金环件在加工中所产生的残余应力。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强合金环件热振耦合式残余应力调控装置，基座的顶部环形均匀固定多组振动时效组，所述的振动时效组包括：衔铁、激振电磁铁、支撑柱、加载头、传力液压缸、预载液压缸、预载液压缸固定板、弹簧板固定板、弹簧板等，其中，所述预载液压缸固定板、弹簧板固定板与所述基座固连连接，所述预载液压缸固定板的外侧与所述预载液压缸固连在一起，所述预载液压缸的另一端与所述加载头连接，所述预载液压缸固定板的内侧与所述激振电磁铁固连在一起，所述弹簧板固定板与所述弹簧板的一侧连接，所述弹簧板的另一侧与所述衔铁固定连接，所述弹簧板上面安装多个所述支撑柱，所述支撑柱与所述衔铁进行间隙配合，所述衔铁的两端分别安装所述传力液压缸，所述传力液压缸与所述加载头连接，所述加载头的外侧固定有环件，所述加载头的两侧边固定保温侧板，所述加载头的底边固定保温底板，所述基座的中部环形均匀固定多组加热装置，所述基座的内环设有内保温圈，所述基座的外环设有外保温圈内衬，所述外保温圈内衬的外部设有外保温圈外套，所述外保温圈内衬的内部环形均匀固定多个温度传感器，所述基座的底部空腔处固定有液压装置，所述传力液压缸、预载液压缸通过管路与所述液压装置相连，所述基座的外侧设有数据采集装置，所述数据采集装置通过数据传输线组与所述激振电磁铁、传力液压缸、预载液压缸、温度传感器相连接，所述数据采集装置中配备控制面板等。

优选的，所述基座的顶部环形均匀固定6组所述振动时效组，6组所述振动时效组同时对所述环件施加振动载荷，每组所述振动时效组包含2个所述传力液压缸、1个所述预载液压缸，其中，2个所述传力液压缸分别位于所述预载液压缸两侧，具体组成如图3所示。