[发明专利]一种基于声发射技术的振动时效工艺参数确定系统及方法

摘要

基于声发射技术的振动时效工艺参数确定系统，包括上位机系统、任意波形发生卡、功率驱动器、激振器、应变传感器、动态应变仪、声发射传感器、前置放大器、主放大器、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。基于声发射技术的振动时效工艺参数确定方法其特征在于：测试得到构件的残余应力；获取声发射信号的有效值电压；建立残余应力与声发射信号的有效值电压之间的定量化函数表达式；求解导数；确定振动时效的工艺参数。通过本发明提出的基于声发射技术的振动时效工艺参数确定系统及方法，确定的振动时效工艺参数，是以微观尺度的位错作为基础，有利于获得理想的振动时效消除残余应力的效果。

主权项

1.使用一种基于声发射技术的振动时效工艺参数确定系统确定振动时效工艺参数的方法，所述的振动时效工艺参数确定系统包括上位机系统、任意波形发生卡、功率驱动器、激振器、应变传感器、动态应变仪、声发射传感器、前置放大器、主放大器、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幅值和频率均独立且连续可调的正弦激振信号；任意波形发生卡输出的正弦激振信号经由功率驱动器输入到激振器，进而驱动激振器产生振动；声发射传感器安装在构件上，声发射传感器的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与主放大器的输入端连接，主放大器的输出端与数据采集卡的输入端连接；应变传感器粘贴在构件上，且应变传感器的引出线与动态应变仪的输入端连接，动态应变仪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)、采用单因素试验法制定振动时效实验方案，并通过上位机系统中的激振频率、激振动应力、激振时间设置模块输入到上位机系统，并存储到激振频率、激振动应力、激振时间存储模块中，同时通过激振频率、激振动应力、激振时间显示模块显示给用户；(2)、将构件与激振器固定连接；通过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；将声发射传感器安装在构件上；将应变传感器粘贴在构件上；接通信号连线；接通电源；(3)、在构件弹性模量设置模块中设置构件的弹性模量E(GPa)；应变波形获取模块获取动态应变仪采集到的应变波形；应变峰值提取模块从应变波形中提取应变峰值ε(με)；激振动应力的动应力转换模块中输出的激振动应力与应变峰值的转换关系为并通过上位机系统中的激振动应力显示模块显示给用户；(4)、测试构件振动时效处理前的初始残余应力，然后对构件进行振动时效处理，并以Δt时间为间隔，测试构件振动时效处理后的残余应力，并将测试得到的残余应力数据存储到上位机系统中的残余应力测试结果存储模块；(5)、上位机系统按照步骤(1)中确定的工艺参数控制激振器进行振动时效处理，同时应变传感器采集构件振动时效处理过程中的应变信号，并按照步骤(3)所述的方法将构件振动时效处理过程中的应变信号转换为作用在构件上的激振动应力，当转换得到的激振动应力与上位机系统中设置的激振动应力一致时，无需对激振器进行调节控制；当转换得到的激振动应力与上位机系统中设置的激振动应力不一致时，需要通过上位机系统程控功率驱动器输入激振器的输入电压，使得激振器输出的激振动应力达到步骤(1)中设置的参数值；(6)、对构件进行振动时效处理的同时，采集构件在循环振动载荷作用过程中产生的声发射信号，并将采集到的声发射信号存储到上位机系统中的声发射信号获取模块；通过上位机系统中的有效值电压获取模块对采集到的声发射信号进行分析处理，并以Δt时间为间隔，获取声发射信号的有效值电压，并将获取到的有效值电压存储到有效值电压(RMS)存储模块，同时通过有效值电压(RMS)显示模块显示给用户；(7)、上位机系统中安装有数据拟合软件，采用数据拟合软件对测试得到的残余应力与获取得到的声发射信号的有效值电压进行数据拟合，建立残余应力与声发射信号的有效值电压之间的定量化函数表达式，并将得到的定量化函数表达式存储到上位机系统中的定量化函数表达式存储模块；(8)、通过基于声发射技术的振动时效工艺参数确定方法确定振动时效处理时的激振频率、激振动应力、激振时间。