弯扭耦合振动时效机理及其工艺参数的选择

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1、万方数据分类号一理!13UDC621专业学位硕士学位论文弯扭耦合振动时效机理及其工艺参数的选择关卓怀专业学位名称≤扭越匹程虺兰指导教师墓邀趁塾援论文答辩日期2Q曼垒生曼2旦2旦学位授予日期圣壁!堡：2兰：至2万方数据广西大学学位论文原创性和使用授权声明一本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说

2、明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。西不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者繇槲日期：为∽p‘悖指导教师签名：多末砉L历日期pf甲．f)．f2，作者联系电话：电子邮箱：万方数据弯扭耦合振动时效机理及其工艺参数

3、的选择摘要工件在生产和加工过程中都会产生残余应力，残余应力对工件有多方面的负面影响。为了减小残余应力造成的各种不利影响，调整和消减残余应力就成了一项必不可少的工作。振动时效以其节能高效无污染的特点，已逐渐成为消减工件残余应力的一种重要方法。并且“加载的动应力与残余应力的叠加大于材料的屈服极限强度可获得残余应力的减小"这一准则也已经过长期实践验证。振动时效虽然拥有独特的优势，但是由于许多高刚度工件的固有频率(最低)远远高于现行振动时效设备所能产生的激振频率(都小于200Hz)，现行的振动时效装置无法使高刚度工件产生共振及相应的动应力，导致高

4、刚度工件无法使用振动时效的方法消减残余应力。如果能找到合适的振动方式，使得高刚度工件也能通过振动时效的方式消减残余应力，就能够扩大振动时效的应用范围。转子存在偏心距时，弯曲振动和扭转振动会相互影响产生耦合振动。一般情况下外加激励与物体固有频率相等时，物体受迫振动的振幅最大达到共振，但是这种耦合振动的共振条件却并非如此，并不要求外加激励频率达到转子的固有频率。如果能够把这种振动方式应用到高刚度工件的振动时效中，以弯扭耦合共振的形式使工件达到共振状态，从而满足消减残余应力所需要动应力条件，就能够解决高刚度工件的振动时效问题。面对上述情况，本文

5、将转子的弯扭耦合振动理论应用到振动时效工艺中，分析了扭转振动、弯扭振动产生耦合共振的条件，比较了各振型共振振幅的大小。然后综合考虑现有设备所能提供的激励频率和共振产生的动万方数据应力，确定了弯扭耦合振动时效的主共振振型和此时的动应力分布规律，提出了弯扭耦合振动时效机理。最后以高刚度工件轧辊为例，计算了弯扭耦合共振时效所需要的外加力矩，为高刚度工件的振动时效工作提供了思路和依据。主要进行了如下工作：(1)采用Lagrange方程法进行建模，分析了耦合力和外加激励的影响，通过分析方程得到了弯扭耦合共振需要满足的频率条件。(2)用小参数法对弯扭

6、耦合振动方程进行求解，并对各振型的振幅进行定性和定量的比较，确定了弯扭耦合振动时效的主共振振型。(3)应用材料力学的梁变形理论、组合应力下的强度理论和循环应力作用下的疲劳理论，计算了工件在弯扭耦合共振时的应力状态，从应力的角度提出了弯扭耦合振动时效的机理，得到了弯扭耦合振动时效各参数之间应满足的关系。(4)通过对某型号轧辊进行实例计算，基于软件Matlab建立了转子弯扭耦合振动的simulink动力学仿真模块，分析了各参数对弯扭耦合振动特性的影响和耦合共振振幅达到最大的条件。在弯扭耦合振动条件下，具体计算了不同位置点受到外加激励达到共振状

7、态时的总应力，验证了前文提出的弯扭耦合振动时效消除工件残余应力的机理，为实际应用提供了依据。关键词：振动时效弯扭耦合振动残余应力高刚度工件机理II万方数据THEMECHANISMOFBENDING．TORSIONALCOUPLINGVIBRATIONSTRESSRELIEFANDCHOICEOFPROCESSINGPARAN住!TERSABSTRACTTheworkpiecewouldgenerateresidualstressduringtheprocessingofproduce．Theresidualstresswillhavema

8、nyharmfulinfluencesontheperformanceofworkpiece．Inordertodecreasethenegativeeffectsofresidualstre