振动时效对铝合金及其它金属残余应力的应用

　　1、什么是残余应力？

　　残余应力

　　构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。

　　残余应力是当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力。

　　凡是没有外部作用，物体内部保持自相平衡的应力，称为物体的固有应力，或称为初应力，亦称为内应力。残余应力是一种固有应力。

　　2、振动时效的原理

　　振动时效是采用外力振动的方式，使工件内部产生一定周期性交变作用力，作用力和工件本身残余应力叠加，超过工件本身的微观屈服极限便导致工件发生微观的塑弹性力学变化。从而引起残余应力的降低和均化。使工件内部各方面作用的力基本趋于平衡。防止工件变形，提高工件疲劳极限。从而发挥工件本身的最大实用价值!

　　3、振动时效对金属构件的影响

　　<1>振动时效可以降低和均化构建中的残余应力，工件受周期性附加动应力的作用，在应力集中处发生局部的塑性变形，继而又在整体上发生较大的塑性变形。

　　<2>振动时效不仅能够减小和均化残余应力，还可提高材料的抗变形能力。

　　<3>振动时效不仅使工件在长期使用过程中尺寸精度变化较小，而且能在较短的时间内使零件尺寸达到稳定。

　　<4>振动时效对金属材料力学性能的影响。经振动时效后，材料的屈服和抗拉强度提高；断裂韧性提高，防止工件脆断。

　　4、振动时效与热时效的比较

　　热时效不但耗能大，成本高，对环境污染也十分严重。同时其时效效果受热时效工艺的影响也很大，且容易产生变形。

　　振动时效就是通过专用的振动时效设备使被处理的工件在固有频率下产生共振，同时给工件施加一个与其共振频率相一致的激振力，从而向工件输入能量，使其内部产生微观的塑性变形，将工件的残余应力释放出来，已达到消除和均化残余应力的目的，工件的尺寸稳定性和精度也得到大大的提高。

　　振动时效成本费用低，时效时间短，尺寸稳定性好，抗变形能力比热时效提高30-50％，时效形变可忽略不计，工作场地不受限制，比热时效节能95％以上。

　　5、振动时效的振型

　　一阶弯曲振型，共振频率：22.4Hz。二阶弯曲振型，共振频率：61.7Hz。三阶弯曲振型，共振频率：120.9Hz。