12缸發動機機體粗加工后振動時效處理及殘余應力檢測
12缸發動機機體粗加工后的振動時效處理及殘余應力檢測
振動時效是利用其共振的原理，即在激振器的周期性外力的作用下，當所施加給構件的動應力大于或等于材料的屈服極，構件內部因焊接等加工過程中產生的約束力即可得到有效的釋放。這時經過振動處理以后所剩余的部分殘余應力就會重新的進行分布，此時再經過一定時間的振動處理，這部分余下的殘余應力就會處于明顯均化狀態，從而可以有效的保證構件的尺寸穩定性。振動時效具有投資少、見效快、無環境污染，節約生產成本等諸多優點。目前，已被我國的機械制造業廣泛的應用，并且收到一定的效果。
受中國北車集團大連機車車輛有限公司的委托，在工廠的生產現場對編號12B0076號的12缸發動機機體粗加工后進行了振動時效處理，同時進行了振動時效處理前后的殘余應力測試，從而根據實際效果制定出符合生產實際的振動時效工藝規程。
一、振動時效處理前的殘余應力檢測
為了準確得知振動時效對殘余應力降低的實際效果，需要對機體振動處理以后的殘余應力分布狀態進行檢測，目前，國內經常采用的是盲孔法，該方法現場操作方便準確即在構件的焊縫處粘貼應變片，從中測得焊縫處的應變數據，經過計算得到該構件的原始應力此次為了更加準確得到數據，我們按標準要求共計選擇十點進行檢測。
二、振動時效處理
本次工藝試驗使用的振動時效設備是經過改進后的，該設備具有手動功能、全自動功能、預置功能、局部預置和時間調整等功能，使用更加靈活方便。支撐及激振器裝卡位置如圖：
1、機體的支撐
因為12缸的機體的長度要比以往實驗的16缸機體稍短一些，所以該機體的固有頻率及剛度都要高一些，如果將機體正常水平立于地面上振動，因為固有頻率高剛度大的原因必然產生較大的噪聲，影響生產現場的工作環境。根據多年的實踐得知，如果將機體在地面倒放側支，可以降低其剛度、減少聲音效果會好一些，故將機體側放于地面，在距兩側邊距三分之一處進行四點支撐。
2、 振動時效處理
1） 將機體支撐好以后，根據機體的形狀，將激振器用卡具剛性的固定在機體的上表面下端的兩個孔之間的連接板上，先用設備的手動功能進行試振，后確定是5800 轉左右是該構件的共振頻率。激振器的偏心檔位在二檔時所產生的振幅可以滿足機體的振動處理要求。故將激振力選定為二檔，拾振器固定在與激振器平行的機體另一端的直邊角上面。
2） 振動參數的確定
得知機體的固有頻率是在5800轉左右，該頻率的前后都為無效頻率段，以此選用設備的預置功能，設定掃頻起始為5600轉，掃頻終止為6000轉，啟動后進入自動程序，快速升速到5600轉時進入掃描狀態。當掃描至6000轉時自動確認機體的亞共振點，進行自動處理，這樣可以有效的節省工作時間及提高工作效率。
3） 振動時間的確定
從進入自動處理的振動數據可以看出，前十分鐘以前，機體的振幅是逐漸升高的，說明經過振動處理以后構件內阻尼在減少，所以振幅逐漸上升。而經過振動十分鐘以后，振幅的變化基本處于穩定狀態，說明機體內部分子的結構趨于穩定，為了保證機體的振動效果，確定振動時間為25分鐘，這樣可以保證機體的應力更加均化。
4）振動曲線的評定
從振動曲線可以看出，振動時效后比振動時效前頻率降低了11轉/分，振幅升高了0.5G，這說明機體經過振動后的內部特性發生了改變，這符合JB/T5926-2005標準要求。(附：振動參數曲線圖及標準)
