振动时效处理消除应力
振动时效对工件抗变形能力的影响
零件的变形不仅取决于残余应力的大小和分布，还与松弛刚性和抗变形能力有关。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。对振动处理后的工件进行加静载和加动载试验，可证实这一点。
试验证明了振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30﹪左右，抗动载能力提高1~3倍，抗温度变形能力也提高近30﹪。与经过热时效的铸件相比，振动件的抗静载能力提高40﹪以上，抗动载能力提高70﹪。
工件经振动时效后抗变形能力的提高可用循环加载下工件材料弹性性能的提高来解释。而振动时效实质上是对工件附加一种循环动应力。例如在5kg∕mm2动应力下的弹性模量提高10-20﹪，而在10kg∕mm2时提高30-50﹪。
常用的几种残余应力测试法
.切割法、套环法：
这两种方法的基本原理是一样的，就是在被测点附近，先贴上应变片，然后再用手锯或铣床，在这一点附近切割出方格线，使之与邻近部分分开以释放残余应力，并用应变片测出应变量，再计算出该点处的残余应力值大小。
.盲孔法：
切割法和套环法具有较大的破坏性，因此目前应用较为广泛的残余应力测试方法是钻盲孔法。钻孔法测量残余应力就是在被测点上钻一小孔，使被测点的应力得到部分或全部释放，并由事先贴在小孔周围的应变计测得释放的应变量，再根据弹性力学原理计算出残余应力。钻孔的直径和深度都不大，不会影响被测构件的正常使用。并且这种方法具有较好的精度，因此它已成为应用比较广泛的残余应力测试方法之一。
X射线法：
X射线法测应力的基本原理是，利用X射线穿透晶粒时产生的衍射现象。在弹性应变作用下，引起晶格间距变化，使衍射条纹产生位移，根据位移的变化即可计算出应力来。
X射线法测应力的特点如下：
它是一种无损测试方法。
它测量的仅仅是弹性应变而不包括塑应变（因为工件塑性变形时其晶面间距并不改变，不会引起衍射线的位移）。
被测面直径可以小到1～2mm。因此可以用于研究一点应力和梯度变化较大的应力分布。
由于穿透能力的限制，一般只能测深度在10um左右的应力，所以只是表面应力。
对于能给出清晰衍射峰的材料，例如退火后细晶粒材料，本方法可达10Mpa的精度，但对于淬火硬化或冷加工材料，其测量误差将增大许多倍。
磁测法：
磁测法测量残余应力是近年来发展起来的一种新方法，它具有较大的发展前途，设备简单、使用方便，它不仅可以测残余应力也可以测载荷作用下的应力。在磁场面的作用下，应力产生磁各异性，磁导率作为张量相似，通过传感器和一定电路，将磁导率的变化转为电信号，输出电流（或电压）反映应力值的变化。该方法测量误差与工件表面情况有关。
尺寸精度稳定性是根据定期对构件尺寸精度的测量来实现的。它包括两方面内容：一方面是观测构件尺寸精度随时间而发生的变化量，与热时效或精度允差相比较；另一方面是要观察构件在静、动荷载作用后的尺寸精度变化量，同样与传统工艺（热时效）相比，以鉴定振动时效工艺的可行性。
如果残余应力消除和均化的效果好，那么工件中残余应力的再分布的可能性和程度就比较小，工件的尺寸精度稳定性就好。实践证明在保持工件尺寸精度稳定性方面振动时效技术比其它传统的时效方法更显优势。
某厂生产的J31—400压力机的横梁，为焊接结构件，重量为137000kg，轮廓尺寸为2090×2030×1520，为较为典型的方型件。我们在其底面采用三点支撑方式，橡胶垫距相邻的两端面的距离约为该边长度的1/3 。激振器用螺栓拧紧在横梁顶面的中间部位，加速度计吸紧在靠近一侧的中间位置上。如图7-2用VSRDS-08型振动时效装置对其进行扫频处理，测得其固有共振频率为4572r/min即76.2Hz,共振峰高度为32.6m/s2,鉴于该工件刚性较大，我们选择其共振峰值32.6 m/s2的2/3来确定振动频率为4551r/min,振动处理18分钟，VSRDS-08型微机内部的系统就判定为达到效果而自动关机，从随后第二次扫频的数据和曲线图上看，与次扫频的比较，已出现共振频率左移、峰值升高、带变窄三种现象，符合JB/T5926-2005标准中的第4.12条的c、d、e三项验收指标。
圆环型构件的振动时效工艺
某厂生产的SYI1920/2850型风机叶轮是为发电厂引排粉尘设备配套的，以直沿用热时效方式来消除焊接应力，由于量大，交货期短，热时效变形较严重，故委托我公司进行振动时效处理。
该叶轮外径2850mm，内径1920mm，厚度350mm，为焊接结构，属较典型园环形件，我们采用三点支撑，沿圆周上三点均布。激振器用C形卡具卡紧在内圆处，传感器放在叶轮的外圆周上，如图7-3.
图8-3 叶轮振动时效示意图
用VSRDS-08型振动时效装置测得该叶轮固有频率为10532r/min，共振峰值为43.3m/，这时选择的是K2型激振器，偏心量为28%左右。我们选择在峰值43.3m/的1/3所对应的频率10486 r/min下进行振动时效处理12分钟，在进行第二次扫频，可知，对该叶轮的振动时效处理时间为14分钟。该叶轮的参数及曲线如图7-4.
振动平台振动时效工艺
对于一些中、小件，如果单个进行振动时效处理，肯定是令人头痛的事，这时您可以考虑采用振动台式的方式。关于振动台得设计问题是一个非常复杂的问题，既不懂振动时效原理，又对理论学知之甚少的人是难以胜任的。我曾遇到过多次这样的事情，有限是振动时效设备生产厂家的人员和用户讲，您们焊块大钢板，把工件紧在上面就可以了，结果用户这样做了，但起不到效果。在去年被邀请到一家钢铁厂去帮助解决问题。他们提出了用振动台处理构件加工后变形仍很大，我看过他们的振动台后，告之他们问题就在振动台上，在振动处理时工作台得刚度很明显的小于工件的刚度，这样激振器的能量（或者说动应力）怎么能通过工作台加工到工件上呢？后来帮助他们重新设计，修改。效果就不一样了，完全合格。
总结起来说设计振动台牢记以下原则：
、要振动台的刚度应大于工件的刚度。
、应使振动台和工件组成一体系的中性面接近工件和振动台的接触面。
、振动台的大小应以工件的大小及批量来确定。
振动台上工件的布置应以工件获得大能量为原则。