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基于模态实验的驱动桥壳焊接残余应力研究
| 论文题名： | 基于模态实验的驱动桥壳焊接残余应力研究 |
| 关键词： | 驱动桥壳;焊接残余应力;构件疲劳;固有频率;模态试验 |
| 摘要： | 焊接残余应力是材料在焊接加热过程和冷却过程中产生的应力。存在残余应力的构件虽然工作在应力较小的工况下，但是由于与残余应力的互相叠加可能会导致构件疲劳、断裂等损坏的发生，降低了结构的承载能力。桥壳由上下两桥壳片、再加上两端法兰等焊接而成，在生产过程中肯定会有残余应力的存在，较大的残余应力同样会给桥壳带来不利影响，因此了解桥壳残余应力十分必要。 本课题以机构的模态试验为基础，将构件的残余应力与构件的固有频率、频响函数相结合，通过固有频率、频响函数的变化来推导残余应力的大小。具体分为5步进行。 1.编写模态识别软件，首先对测量信号进行消除趋势项、平滑处理和滤波等前处理；其次，求解自功率谱和互功率谱、频响函数等；最后，提供了导纳圆法、峰值拾取法、PLOYMAX法等参数识别方法。编写残余应力测量软件，导入频响函数并通过对频响函数的对比判断残余应力的大小。 2.使用两块简单的200mm*300mm*4mm的钢板进行焊接得到400mm*300mm*4mm的钢板与另一块相同材质的400mm*300mm*4mm的对比板进行比较。使用盲孔法测量了焊接板的残余应力；使用东华测试研发的动态信号采集系统得到两板的激励响应信号，使用自己编写的模态识别软件求得其频响函数和前六阶固有频率值，将频响函数另存为文本文件用于比较。 3.将两板的频响函数曲线导入到残余应力测量软件中进行对比。对比结果表明：存在残余应力的焊接板的各阶固有频率均比无残余应力的对比板要高，且除第一阶外，阶数越高变化率越大，频响函数响应右移。这充分说明了残余应力对构件振动特性的影响，为驱动桥壳基于模态试验的残余应力测量提供了基础。 4.以一款已经可以正常使用的桥壳作为标准，通过模态试验获得激励和响应信号，然后经过计算得到其频响函数。将其频响函数作为标准另存为文本文件，以便对比使用。 5.对焊接后经过自然时效和敲打后的驱动桥进行模态试验,将测量得到的激励和响应信号导入到模态识别软件中，输入采样和处理等的参数，计算得到其频响函数。将频响函数导入到残余应力测量软件中与标准频响函数对比，经过对比发现经过自然时效和敲打后的驱动桥桥壳频响函数峰值点在标准频响函数峰值点的右方，说明其固有频率高于标准件，残余应力大于标准件。 |
| 作者： | 吕国坤 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈黎卿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽农业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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