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申请/专利权人：上海海事大学

摘要：本发明涉及超声振动时效技术领域，特指一种超声振动时效系统。超声振动时效系统包括超声振动时效运动装置、超声冲击枪、压力传感器模块、控制箱；压力传感器模块固定于焊接结构件下表面；控制箱输出信号给超声冲击枪从而驱动超声冲击枪产生超声振动；通过移动模块与支撑平台将超声冲击枪固定，使超声冲击枪对焊接结构件进行超声振动处理；通过压力传感器模块可准确地计算出超声冲击枪施加在焊接结构件上的压紧力。本发明具有能够对焊接结构件平稳地进行超声振动时效处理，从而改善残余应力消除效果的优点。

主权项：1.一种使用超声振动时效系统消除残余应力的方法，所述超声振动时效系统包括超声振动时效运动装置、超声冲击枪、压力传感器模块、控制箱；所述的超声振动时效运动装置包括支撑平台、移动模块；所述的支撑平台包括第一立柱、第二立柱、第一底座、第二底座、第三底座、第一连接杆、第二连接杆、第一横梁、第二横梁；所述的移动模块包括超声冲击枪固定装置、导向轴导轨、导向轴滑块、锁紧把手、导向轴挡板；所述的压力传感器模块包括平行梁压力传感器、传感器固定平台、传感器固定底座、电缆线、压力显示仪；所述的超声冲击枪固定装置与所述的导向轴滑块采用螺纹连接；所述的锁紧把手与所述的导向轴滑块采用螺纹连接；所述的导向轴滑块与所述的导向轴导轨采用滑动连接；所述的导向轴导轨与所述的导向轴挡板采用螺纹连接；所述的导向轴挡板与所述的支撑平台采用焊接连接，从而将所述的移动模块固定在所述的支撑平台上；所述的平行梁压力传感器通过螺钉固定于传感器固定底座上表面；所述的平行梁压力传感器通过螺钉固定于传感器固定平台下表面；所述的电缆线连接所述的平行梁压力传感器与所述的压力显示仪；所述的控制箱与所述的超声冲击枪通过控制箱电缆线连接；所述的第一立柱与所述的第一横梁、所述的第二横梁、所述的第一底座采用直角焊接连接；所述的第二立柱与所述的第一横梁、所述的第二横梁、所述的第二底座采用直角焊接连接；所述的第三底座与所述的第一底座、所述的第二底座采用直角焊接连接；所述的第一连接杆与所述的第一立柱、所述的第一底座采用45°斜边焊接连接；所述的第二连接杆与所述的第二立柱、所述的第二底座采用45°斜边焊接连接；所述的超声冲击枪固定装置包括主固定装置、副固定装置；所述的主固定装置上设置有主固定装置通孔、主固定装置螺纹盲孔；所述的副固定装置上设置有副固定装置通孔；所述的导向轴滑块上设置有导向轴滑块第一螺纹通孔、导向轴滑块第二螺纹盲孔；所述的导向轴导轨上设置有导向轴导轨通孔；所述的导向轴挡板上设置有导向轴挡板螺纹盲孔；所述的平行梁压力传感器上设置有平行梁压力传感器第一螺纹盲孔、平行梁压力传感器第二螺纹盲孔；所述的传感器固定底座上设置有传感器固定底座通孔；所述的传感器固定平台上设置有传感器固定平台通孔；螺钉穿过所述的副固定装置通孔与所述的主固定装置螺纹盲孔采用螺纹连接；螺钉穿过所述的主固定装置通孔与所述的导向轴滑块第二螺纹盲孔采用螺纹连接；螺钉穿过所述的导向轴导轨通孔与所述的导向轴挡板螺纹盲孔采用螺纹连接；螺钉穿过所述的传感器固定平台通孔与所述的平行梁压力传感器第一螺纹盲孔采用螺纹连接；螺钉穿过所述的传感器固定底座通孔与所述的平行梁压力传感器第二螺纹盲孔采用螺纹连接；其特征在于：所述使用超声振动时效系统消除残余应力的方法包括以下步骤：1、首先将主固定装置通过螺钉与导向轴滑块连接，再将主固定装置、超声冲击枪与副固定装置采用螺纹连接，进而固定住超声冲击枪，其次将导向轴滑块安装于导向轴导轨上，然后将锁紧把手顺时针旋入导向轴滑块第一螺纹通孔中并将焊接结构件放置于超声冲击枪下部，使超声冲击枪的直线运动轨迹与焊接结构件上预先设定的冲击区域相匹配，最后采用G型夹将焊接结构件固定于传感器固定平台上表面，电缆线连接平行梁压力传感器与压力显示仪，接通压力显示仪电源；2、松开超声振动时效运动装置中超声冲击枪固定装置的螺钉，使超声冲击枪依靠自重接触焊接结构件的表面；3、对超声冲击枪施加竖直向下的压紧力并紧固超声冲击枪固定装置的螺钉；4、根据压力传感器模块中的压力显示仪采集的重量数值，减去超声冲击枪、焊接结构件与传感器固定平台的重量数值，得到压紧力；5、连接超声冲击枪与控制箱，接通控制箱电源，移动导向轴滑块，带动超声冲击枪进行直线运动，使其对焊接结构件进行超声振动时效处理，对焊接结构件冲击区域引入压应力，消除焊接结构件冲击区域的焊接残余应力；6、保持超声冲击枪电流、超声振动时间为恒定数值，分别对焊接结构件施加不同数值大小的压紧力进行超声振动时效处理；根据不同数值大小的压紧力对应测试得到超声振动时效处理后的焊接残余应力，并计算得到不同数值大小的压紧力对应的焊接结构件残余应力消除率；采用最小二乘法对焊接结构件残余应力消除率与压紧力进行数据拟合，建立焊接结构件残余应力消除率与压紧力之间的函数表达式；将预先设定的焊接结构件残余应力消除率代入函数表达式，得到预先设定的焊接结构件残余应力消除率所需要的压紧力。

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