共振在发动机叶片强化抛光中的应用研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第lO期机械科学与技术V01．25No．102006在1O月MECHANICAISCIENCEANDTECHNOLOGYOctober2oo6文章编号：1003—8728(2006)101254-03共振在发动机叶片强化抛光中的应用研究曾国英(西南科技大学制造学院，绵阳621002)曾国英摘要：首先介绍了三维振动台的结构原理和变刚度调谐原理，建立了变刚度试验装置，研究了共振在变刚度系统中能量和振幅变化情况。实验表明在共振状态下能耗较低，在能耗降低一倍的情况下，振动强度反而比非共振状态大1O倍以上。最后，对发动机叶片进行了强化抛光处理，结果

2、表明：发动机叶片在共振状态下进行强化抛光处理，表面粗糙度和疲劳强度都得到了大幅度提高，且减少了加工时间，降低了能耗。关键词：强化；抛光；振动台；共振；发动机叶片中图分类号：TB123；TU318文献标识码：AApplicationofResonancetotheStrengtheningandPolishingofEngineBladesZengGuoying(SchoolofManufacturing，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621002)Abstract：Thispaperintroducedthestructur

3、alandtuningprinciplesofathree—dimensionalvibrationta—ble，establishedvariablestifnessexperimentalequipmentandstudiedtheroleplayedbyresonanceintheenergyandamplitudevariationinavariablestifnesssystem．Theexperimentindicatesthatenergycon—sumptionisrelativelylowunderresonanceconditions．Ifenergyconsumption

4、isonetimeless，vibrationstrengthunderresonanceconditionsiStentimesbiggerthanthatundernon—resonanceconditions．Thestrengtheningandpolishingtreatmentofenginebladesunderresonanceconditionswasalsoca~iedout．Theresultsshowthatthetreatmentnotonlygreatlyenhancessurfacecoarsenessandfatiguestrengthbutalsoreduce

5、stimeofprocessingandenergyconsumption．Keywords：strengthening；polishing；vibrationtable；resonance；engineblade航空涡轮发动机叶片是一种典型的异型曲面工件，目1变刚度固频调谐原理前基本上依靠手工作业完成抛光，难以保证质量，且工人振动台的工作原理是基于变刚度弹性支承，它的力学劳动强度大。振动强化、抛光技术用于对发动机叶片进行模型可以简化为如图1所示。m为承载质量；Z，为可调悬表面强化、抛光处理，以代替传统的喷丸和手工抛光处理，伸量；Z。。为承载点到悬伸端的距离。提高叶片的疲劳强度、消除表面微观裂

6、纹。国外已有用于振动强化、抛光的二维机械激振振动台的报道。针对发动机叶片的表面振动强化、抛光处理，我们提出三维强化、抛光振动台，用电磁激振，使振动槽产生三维正交振动。为使振动槽内的强化、抛光介质与工件之间有充分的碰撞与图1变刚度支承的力学模型摩擦，从而提高振动强化、抛光的效率，要求三维强化、抛光振动台在共振状态下工作。在共振状态下，振动强度比由瑞利法可得系统固频非共振状态大，同时能耗较低。为保证强化、抛光工艺系统在共振状态下工作，需要对固频调谐，采用悬臂粱型弹，n=㈩性支承，通过变悬伸量来改变支承刚度，从而实现对固频的调谐。式为粱的等效质量，m=()【詈+3(等)。+收稿日期：2005—09—

7、2ls(等)+砉()为梁的质量，⋯pAl；I为横截作者简介：曾国英(】966一)，女(汉)，四川，剐教授，硕士E—mail：zgywf@163+corn面惯性矩；E为材料的弹性模垃。维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com1256机械科学与技术第25卷通过对比实验，可以得到强化抛光前叶片表面粗糙度为0．25／xm一0．4／xm，经过强化抛光后