JH振動(dòng)時(shí)效設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用在大平臺(tái)工程中消除焊接接頭焊接殘余應(yīng)力,且去應(yīng)力效果顯著,受某船廠委托,南京聚航科技有限公司對(duì)船體進(jìn)行了振動(dòng)時(shí)效處理,采用JH振動(dòng)時(shí)效設(shè)備消除船體焊縫焊接殘余應(yīng)力,并對(duì)處理效果進(jìn)行了測(cè)試。
南京聚航科技有限公司對(duì)該公司生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)件船體分段進(jìn)行了振動(dòng)時(shí)效(振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù))處理。經(jīng)過(guò)處理焊接殘余應(yīng)力得到了不同程度的消除,基本上達(dá)到要求。
1、振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)的選擇
根據(jù)船體分段結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),及多次反復(fù)試振,確定工藝參數(shù)如下:
(1)支承方式:底部四點(diǎn)支承,由于本次處理受現(xiàn)場(chǎng)條件約束,用建造墩支承。
(2)激振點(diǎn):激振器安裝在筋板平面上,用卡具卡緊。
(3)拾振位置:底板端部平面處。
(4)激振頻率:通過(guò)掃頻可見(jiàn)在JH振動(dòng)時(shí)效設(shè)備最大頻率范圍內(nèi)有兩個(gè)共振峰,在2855轉(zhuǎn)/分和3195 轉(zhuǎn)/分左右,處理時(shí)可由加速度輻值來(lái)控制。
(5)處理時(shí)間:20~30分鐘。
2、振動(dòng)時(shí)效處理監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)與分析
船體在振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)給出了監(jiān)測(cè)曲線(xiàn),根據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中實(shí)時(shí)打印的a-t曲線(xiàn)的變化及a-n曲線(xiàn)振動(dòng)前后的變化對(duì)比振動(dòng)時(shí)效的實(shí)際效果。其中a表示加速度,n表示電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),t表示時(shí)間。監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)中出現(xiàn)下述情況之一,即認(rèn)為振動(dòng)時(shí)效處理達(dá)到了效果:
a-t曲線(xiàn)上升后變平;
a-t曲線(xiàn)上升后下降,最終變平;
a-n曲線(xiàn)振后共振峰發(fā)生了單項(xiàng)特征或組合特征的變化(出現(xiàn)振幅升高、降低、左移、右移);
a-n曲線(xiàn)振動(dòng)變得簡(jiǎn)潔而平滑;
a-n曲線(xiàn)振后出現(xiàn)低幅振峰增值現(xiàn)象;
根據(jù)上述有關(guān)規(guī)定,觀察我們對(duì)船體分段處理時(shí)獲得的曲線(xiàn)圖,可以看出: 船體分段的曲線(xiàn)圖上時(shí)間振幅曲線(xiàn),呈下降型,峰值升高0.2g,峰點(diǎn)的頻率從3195轉(zhuǎn)/分變到3130轉(zhuǎn)/分,下降65轉(zhuǎn)/分,由此可以得出結(jié)論,本次處理是有效果的。
3、船體焊縫殘余應(yīng)力測(cè)試
為了檢測(cè)振動(dòng)時(shí)效在消除應(yīng)力方面的效果,在使用JH振動(dòng)時(shí)效設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)處理前、后,分別在船體分段合攏的焊縫與底板對(duì)接焊縫處選擇了6點(diǎn)進(jìn)行殘余應(yīng)力的檢測(cè)。
從數(shù)據(jù)中可以看出,振動(dòng)處理前平行焊縫平均主應(yīng)力σ1為269.65MPa,而振動(dòng)處理后主應(yīng)力σ1為166.86MPa,消除率為38.12%,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。垂直焊縫的平均主應(yīng)力σ2為122.09MPa,而振動(dòng)處理后的應(yīng)力σ2為76.93MPa,消除率為36.99%,也達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此這次振動(dòng)時(shí)效消除焊接殘余應(yīng)力處理是合格的。
4、結(jié)論與分析
1.從船體分段的曲線(xiàn)圖上時(shí)間振幅曲線(xiàn)可以得出結(jié)論,本次處理是有效果的。
2.從焊縫殘余應(yīng)力測(cè)量結(jié)果可以看出,振動(dòng)處理前振動(dòng)處理后殘余應(yīng)力消除率為38.12%,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,且應(yīng)力均化程度較好。因此這次振動(dòng)時(shí)效消除焊接殘余應(yīng)力處理是合格的。
3.從船體分段的振動(dòng)時(shí)效處理過(guò)程與效果來(lái)看:船體分段的振動(dòng)時(shí)效處理效果不錯(cuò),達(dá)到了消除焊接殘余應(yīng)力的目的。
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