消除焊接港澳臺余應(yīng)力的超聲沖擊設(shè)備的設(shè)計與研究.pdf

1、目前,焊接結(jié)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各相關(guān)領(lǐng)域中,可以說焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在一定程度上促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。然而,由于焊接應(yīng)力和變形的存在直接影響到焊接結(jié)構(gòu)性能、安全可靠性和制造工藝性。所以它一直是焊接界關(guān)注的重要問題之一。
　　 超聲沖擊法是一種焊后改善焊接接頭殘余應(yīng)力的新工藝。本文主要針對這種方法所用的超聲沖擊設(shè)備進(jìn)行研究。
　　 超聲沖擊技術(shù)就是利用大功率的超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面,由于

2、超聲波的高頻、高效和聚焦下的大能量,使金屬表層產(chǎn)生較大的壓塑性變形；同時超聲沖擊波改變了原有的應(yīng)力場,產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力；使超聲沖擊部位得以強(qiáng)化。本文在對改善焊接殘余應(yīng)力的超聲沖擊設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,確立了超聲沖擊設(shè)備的整體方案。超聲沖擊設(shè)備由兩部分組成:超聲波發(fā)生器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括超聲換能器、變幅桿和沖擊頭。超聲波發(fā)生器應(yīng)具有產(chǎn)生足夠功率及所需頻率的交流電的主回路,以及頻率跟蹤控制系統(tǒng)和輸出功率控制系統(tǒng)。

3、>　　 由于稀土超磁致伸縮材料是當(dāng)今室溫下具有最大磁致伸縮系數(shù)的材料,比壓電陶瓷高一個數(shù)量級,在低磁場下就可獲得巨應(yīng)變,并且具有機(jī)電耦合系數(shù)高、能量密度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。故本文設(shè)計了以超磁致伸縮換能器作為核心部件的執(zhí)行機(jī)構(gòu),針對超磁致伸縮換能器進(jìn)行了計算并設(shè)計出了它的具體結(jié)構(gòu)和尺寸,應(yīng)用CAXA軟件繪制出了部分零件的二維圖,以及超磁致伸縮換能器的總體結(jié)構(gòu)圖,然后應(yīng)用CATIAV5軟件對換能器進(jìn)行了三維可視化實體裝配建模。并通過計算

4、設(shè)計了圓錐形變幅桿和沖擊頭,應(yīng)用CATIAV5軟件對變幅桿和沖擊頭進(jìn)行了三維可視化實體建模。
　　 對超聲沖擊工藝進(jìn)行分析,了解實際工作中功率和頻率的變化情況,分析超聲沖擊設(shè)備聲學(xué)系統(tǒng)的電聲特性和超聲沖擊處理特性,提出超聲波發(fā)生器功能和結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計思想,建立了超聲波發(fā)生器的主回路,完成了超聲波發(fā)生器中諧振頻率自動跟蹤和輸出功率自動控制系統(tǒng)的電路設(shè)計,并對頻率自動跟蹤系統(tǒng)中的鑒相器進(jìn)行MATLAB仿真。
　　 在文章的最