1、分析了殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及常規(guī)消除殘余應(yīng)力方法的機理；研究了在循環(huán)應(yīng)力下材料的應(yīng)力-應(yīng)變特征；研究了材料在循環(huán)載荷下產(chǎn)生內(nèi)耗的過程，以及產(chǎn)生內(nèi)耗與晶體缺陷的關(guān)系；研究了循環(huán)載荷下得到的穩(wěn)定位錯結(jié)構(gòu)特征。研究發(fā)現(xiàn)，振動時效是在循環(huán)載荷下，材料在形成穩(wěn)定的位錯結(jié)構(gòu)過程中，使構(gòu)件的殘余應(yīng)力得到了消除和均布；用位錯理論對殘余應(yīng)力的消除和均布的機理進行了闡述。 研究表明，振動時效是在材料的彈性狀態(tài)下進行的，在適當(dāng)頻率的振動應(yīng)力作用下，材料會出

2、現(xiàn)內(nèi)耗。內(nèi)耗的產(chǎn)生是由于晶體內(nèi)部原子重新排列，位錯彎結(jié)的形成、消失和運動，位錯的振動和運動以及晶界滑移的結(jié)果。交變應(yīng)力作用下，金屬材料會形成穩(wěn)定的位錯結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定位錯結(jié)構(gòu)的形成是亞晶粒和超亞晶粒形成的過程，晶粒內(nèi)沒有晶格畸變，亞晶界發(fā)生滑動和“旋轉(zhuǎn)”，從而形成與其他亞晶粒位向差較大的晶粒，形成晶粒的過程會使亞晶粒之間的不協(xié)調(diào)變得協(xié)調(diào)，使晶粒內(nèi)的晶格恢復(fù)到平衡狀態(tài)。塞積在晶界、亞晶界的位錯會由于激振循環(huán)應(yīng)力和晶格彈性力的作用而開通，從而使周

3、圍晶粒產(chǎn)生滑移，形成一個微觀屈服小區(qū)，從而使周圍晶粒晶格扭曲減少，殘余應(yīng)力得到釋放。振動時效使材料發(fā)生了微塑性變形，微塑性變形只在材料的部分晶粒內(nèi)發(fā)生。在殘余應(yīng)力存在的區(qū)域，其應(yīng)力幅值較大，因而參與塑性變形的晶粒多，且塑性變形量也較大。另外，既使在不存在殘余應(yīng)力的區(qū)域，循環(huán)應(yīng)力也使部分晶粒發(fā)生了塑性變形，這種部分晶粒發(fā)生的塑性變形和不同應(yīng)力下塑性變形的程度不同，使大范圍內(nèi)的彈性應(yīng)力得到分割和降低。 通過對靜載下以及循環(huán)載荷下材料

4、的塑性變形特征的分析，得出了兩者都具有塑性變形的局部性的結(jié)論。并認為振動時效過程是對工件施加的應(yīng)力比R=-1的循環(huán)應(yīng)力的過程。循環(huán)應(yīng)力下，材料的塑性變形特征，反映了材料的疲勞特性，所以，用疲勞理論對振動時效進行分析是可行的。振動時效是一個高周疲勞過程，并依據(jù)疲勞裂紋萌生的微細觀理論，振動時效動應(yīng)力的選擇應(yīng)是：消除工件表面的殘余應(yīng)力，激振力產(chǎn)生的動應(yīng)力σd≤σ-1；消除工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，激振力產(chǎn)生的動應(yīng)力σd≤σ0。01。 研究

5、了循環(huán)載荷下金屬材料塑性變形的傳播以及影響塑性傳播的因素，同時分析了頻率對循環(huán)載荷下材料的內(nèi)耗的影響。研究了殘余應(yīng)力對平板矩形焊接件的固有頻率的影響。研究表明，激振頻率影響了金屬材料的塑性傳播速度，塑性變形傳播速度降低會引起塑性區(qū)尺寸減小，使塑性變形集中程度增加。頻率的選擇要考慮構(gòu)件殘余應(yīng)力的分布、構(gòu)件的固有頻率以及時效后殘余應(yīng)力峰值的消除程度及殘余應(yīng)力的分布。殘余應(yīng)力的分布不復(fù)雜，且較集中，那么在動應(yīng)力選擇后，激振頻率的應(yīng)選用構(gòu)件低價

6、固有頻率。若構(gòu)件比較復(fù)雜，殘余應(yīng)力的分布曲線也較復(fù)雜，應(yīng)力集中較小，則應(yīng)選擇高價的構(gòu)件固有頻率，高價模態(tài)下可使更多的分布均勻的質(zhì)點產(chǎn)生動應(yīng)力，但塑性變形過于集中，要嚴格控制激振時間。如果想消除較多的殘余應(yīng)力而又要使殘余應(yīng)力分布較均勻，以及殘余應(yīng)力在三維方向上都存在，那么先選用較大的動應(yīng)力，低頻率，然后再選用較低的動應(yīng)力和高頻率，在理論上激振會得到較滿意的效果。 建立了單自由度的振動時效振動方程，運用阻尼理論，對振動時效的現(xiàn)場判據(jù)