Основные положения низкочастотной виброобработки

Способ низкочастотной виброобработки (НВО) основан на использовании энергии вынужденных колебаний, возникающих под действием периодических динамических нагружений. При колебании конструкции возникают знакопеременные напряжения. При совместном действии знакопеременных и остаточных напряжений в металле интенсифицируется фазоструктурная стабилизация, происходит разукрупнение структуры, протекают микропластические деформации и другие процессы, которые приводят к снижению остаточных напряжений, стабилизации формы и размеров конструкции в целом. Установлено, что степень снижения остаточных напряжений зависит от амплитуды колебаний, свойств металла, жесткости конструкции, технологии виброобработки (частота, амплитуда, продолжительность обработки) и др. факторов.

В настоящее время существуют два направления, раскрывающие физическое воздействие низкочастотной виброобработки на процесс снижения остаточных напряжений и стабилизации структуры, форм и размеров конструкций.

Первое направление [2,3] исходит из процесса образования пластических деформаций в зонах повышенных остаточных напряжений под действием дополнительных напряжений от циклических нагрузок. При этом для получения положительного эффекта необходимо, чтобы суммарные напряжения превосходили предел текучести. При этом перераспределение остаточных упругих напряжений происходит благодаря локальной пластичности в местах концентрации остаточных напряжений (эффект Баушингера).

Второе направление [3] исходит из концепции воздействия НВО на фазоструктурную нестабильность металлоконструкций при их изготовлении (сварка, литье). При этом интенсифицируется процесс фазострукгурной стабилизации, которая сопровождается снижением внутренних напряжений и снижением микротвердости во всех зонах сварного соединения.

Наиболее интенсивно остаточные напряжения снижаются при обработке конструкций в условиях резонанса, когда резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний из-за приближения или совпадения частот собственных колебаний конструкции с частотой внешнего воздействия на нее. Для обеспечения равномерности снижения напряжений виброобработку следует проводить на 2-3 резонансных частотах.

По своим показателям метод НВО:

- в части снижения остаточных напряжений в конструкции равноценен низкотемпературному отпуску;

- гораздо экономичнее термической обработки по затратам энергии, стоимости оборудования, и времени цикла обработки;

- экологически чистый процесс.

Дата добавления: 2015-07-18