郑 轩

(北京翔博科技有限责任公司，北京 100086)

基于有限元仿真的模态宽频时效技术的应用研究

郑 轩

(北京翔博科技有限责任公司，北京 100086)

通过有限元法的仿真分析，预测构件或毛坯中残余应力的分布情况，确定需要均化残余应力的具体部位，就可以根据工件的材料与几何形状确定所需的振动模态。结合北京翔博科技有限责任公司自有的模态宽频时效设备对机械加工件进行有针对性(定位残余应力)的时效处理，可以达到降低和均化残余应力的目的，从而获得兼顾尺寸稳定性与低残余应力幅值的长寿命结构件。

有限元法仿真；模态宽频时效；残余应力

航空、航天结构件的毛坯多采用塑性成形的加工方式，往往存在较大的残余应力场。有关研究表明，通过控制淬火工艺来降低残余应力数值，其效果非常有限，因此，一般通过机械作用或者热处理的方法对航空、航天结构件中的残余应力进行消除。其中，自然时效是最古老的时效方法，在温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛从而降低和均化残余应力，使尺寸精度获得稳定，该方法虽然经济实用，简单易行，但周期长，造成资金积压，占用场地多，管理比较复杂，故正在逐渐被淘汰；热时效处理法是降低淬火残余应力的传统方法，但热时效需要专业的加热炉，投资大，能耗高，效率低，污染环境，此外，容易产生新的变形和二次应力；机械拉伸法是沿构件轧制方向施加一定量的拉伸塑性变形，该方法仅适用于板材或其他形状简单的构件，且对拉伸前板材的组织均匀性要求较高；……