频谱谐波震动时效处理机
一、震动时效处理亚共振的原理：
用激振器对工件施加周期性外力，通常在1000-10000rpm范围内，从低速到高速扫频，当施加外力的频率与工件固有频率合拍时，产生共振，寻找所有能产生共振的固有频率，然后在共振频率的亚共振区对工件施加振动，产生动应力，与残余应力叠加，发生塑性屈服，从而降低峰值残余应力，使残余应力分布均化。
二、我公司为什么会研发频谱谐波时效模式？
1、振动时效技术起源几十年，一直采用亚共振模式（也叫扫频方式）。此模式在消除、均化残余应力上有一定的效果，曾引起机械制造业的广泛关注，但大量的用户对其评价是褒少贬多。此模式有四大障碍性难题无法解决
1，处理范围有限。由于受电机转速限制，无法处理高刚性高固有频率工件，在机械制造行业的应用范围只有23%。
2，处理效果欠佳。此模式在能处理的23％范围内，处理工件时通常只能找到一个或很少的共振频率。一个频率只有一种振型，产生一个较大动应力方向，而工件内部残余应力集中状态非常复杂，残余应力呈多维分布，一个振型的动应力只能与残余应力在一个方向上叠加，故消除均化残余应力效果很差。
3，处理效果不恒定。由于工艺参数选取时，对激振点、支撑点、拾振点有特殊要求，对操作者要求很高，不同人操作设备，处理工件的效果相差很大，很难纳入正式工艺。
4，振动噪音大。高频共振，噪音很大。
四大难题，阻碍了振动时效技术的应用，许多企业排斥振动时效。要真正使高效、节能的振动时效技术取代热时效，去造福社会，造福企业，必须技术创新。在这种技术背景中，我们研发了新型的振动时效技术——频谱谐波时效，它是时效领域的革命，解决了振动时效技术起源几十年未能解决的障碍性难题，从而使取代以消除应力为目的的热时效成为可能。
三、频谱谐波时效及功能优势
频谱谐波时效模式不需扫描，通过傅立叶方法对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果优质的五种不同振型的谐波频率进行时效处理，较大动应力方向有5个，达到多维消除应力，提高尺寸精度稳定性的目的。其独特优势功能：
（1）采用频谱分析技术，解决了亚共振模式因激振器频率范围限制而不能对高刚性固有频率工件进行振动处理的难题，这样就把一直以来亚共振振动时效产品在机械制造业只有23％的应用面提升到接近100％。
（2）对所有工件都能分析出几十个谐振频率优选处理效果优质的5种振型频率，2种备选频率，从而解决了亚共振模式产品对残余应力呈多维分布，精度要求高的结构复杂工件无能力处理的难题。多种振型多方向与工件多维残余应力充分叠加，使处理有效优于热时效和传统的振动时效（亚共振时效）。
（3）自动确定振动时效工艺参数，对激振点、支撑点、传感器位置无特殊要求，对振动参数的自动选取，自动优化，对操作者的要求很低，保证不同人使用获得同样的效果，从而解决了亚共振模式产品靠人的经验来选取振动工艺参数，对操作者技能要求很高，不同人的使用获得不同的处理效果，以至很难纳入正式工艺的缺陷。
（4）由于采用6000rpm以下的低频谐波，振动处理时噪音很小，而亚共振模式产品是在工件共振频率下振动，噪音很大，使用者常常很难忍受，也不符合环保要求。
四、频谱谐波的原理：
通过傅立叶分析，不需扫描，在100HZ内寻找低次谐波，然后用合适的能量在多个谐波频率振动，引起高次谐波累积振动产生多方向动应力，与多维分布的残余应力叠加，造成塑性屈服，从而降低峰值残余应力，同时使残余应力分布均化。
五、间接定性判断工艺效果的有效标准
显见，常规振动时效的主机、传感器、测速装置能从电机及工件处检测到的信号只有激振频率和振动加速度，这些信号或物理量都不能与工件的残余应力建立起解析关系，所以无法定量、直接地知道有关残余应力降低的具体数值。但由于内应力与固有频率及其振幅值有一定的、无法用公式表达的趋势关系，故可依据固频及其幅值变化，间接、定性地反映工艺效果。
针对以加速度计作传感器的常规振动时效系统，新行业标准规定了它的效果快速判定准则：
“在绝对相同的振前准备条件及扫频速率下，出现下列情况之一时，即可判断在当前状态下，工件部分区域已达到了时效效果：
a) A～t曲线上升后变平；
b) A～t曲线上升后下降然后变平；
c) A～t曲线的峰值振后的比振前的升高；
d) A～t曲线的峰值点振后的比振前的左移；
e) A～t曲线的带宽振后的比振前的变窄；
f) A～t曲线共振峰有裂变现象发生。”
随着振动时效的推广，工艺失败的例子也越来越多。究其原因，济南博纳和许多国内外学者发现影响VSR效果的主要因素除时效时间、振幅外，更主要的是工件时效时的振型（也即与其一一对应的共振频率）。因为振型决定了工件时效时的动应力场，而VSR的机理之一就是动应力与残余应力叠加超过某一极限就会导致残余应力降低，所以振型也决定了工件各点的残余应力降低效果。
振型或频率决定了动应力分布、决定了时效效果。要想让工件有好的去应力效果，必须先知道工件的残余应力σr，然后再在该部位叠加上适当的动应力σd，才能获得优质效果。所以在已知残余应力分布下，工件的动应力分布就至关重要了，而动应力分布完整取决于振型，也即振型对应的频率。任意一个工件都有多个共振峰值，不同峰值对应不同振型，而不同振型对应不同的应力场，所以只有有效振型或有效峰值才能真正降低均化残余应力场。
所以不是简单振动起来就有效果，需辅助振型分析、在线打印等观察手段来判定效果；由于残余应力场及动应力场都不是均匀分布的，所以应力消除效果也不均匀。工件若没有弯曲只是整体振起来就不能产生动应力，就不会有效果。 所以，不需要操作者干预的全自动设备对大多数工件是无效的
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