某公司新研發(fā)了一款履帶拖拉機產(chǎn)品，該產(chǎn)品使用初期曾出現(xiàn)大量的車架大梁斷裂現(xiàn)象，根據(jù)斷口形貌，其屬疲勞斷裂，而且其斷裂部位均產(chǎn)生在車架大梁的中間區(qū)域，具有共性。而殘余應(yīng)力就是導(dǎo)致大梁斷裂現(xiàn)象的主要原因，本文采用了振動時效工藝消除車架大梁殘余應(yīng)力，通過對車架大梁殘余應(yīng)力檢測來分析振動去應(yīng)力效果。

試驗方法

本次試驗工件為三臺拖拉機車架，首先對拖拉機車架大梁進行殘余應(yīng)力測試，確定其殘余應(yīng)力水平及分布狀態(tài)，再對車架進行振動時效去應(yīng)力，同時對其振動時效后進行殘余應(yīng)力測試（在相同的位置并用相同的測試參數(shù)），比較振動時效前后其殘余應(yīng)力的變化，并最終確定*佳振動時效工藝參數(shù)。

振動時效設(shè)備及參數(shù)

采用JH-300A全功能頻譜振動時效設(shè)備，振動時效的工藝參數(shù)；振動頻率為1200r/min，激振力為50KN（對應(yīng)的偏心距為1.5mm）；振動時間為24min。

殘余應(yīng)力測試位置

履帶拖拉機車架大梁材料為45鋼，其用C型槽鋼與腹板阻焊而成。殘余應(yīng)力測試位置在槽鋼與腹板對接的焊縫邊沿距焊縫2-4mm處。

結(jié)果分析

振動時效前的殘余應(yīng)力

從對三臺車架的殘余應(yīng)力測試結(jié)果可以看出，車架在進行振動時效前其殘余應(yīng)力普遍較高，其峰值已達到了車架材料屈服強度的一半。由于車架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所測應(yīng)力是焊接殘余應(yīng)力和結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力共同作用的結(jié)果，因此其殘余應(yīng)力分布沒有明顯的規(guī)律，三臺車架的殘余應(yīng)力水平差別很大，其中一臺車架的殘余應(yīng)力明顯低于另外兩臺，這表明車架在生產(chǎn)中執(zhí)行的生產(chǎn)工藝對其殘余應(yīng)力有很大的影響。

振動時效后的殘余應(yīng)力

三臺車架經(jīng)振動時效后殘余應(yīng)力均值普遍下降（分別下降29%，39%，38.8%），而且經(jīng)過振動時效后所有原來高應(yīng)力值均有所下降，部分低應(yīng)力值有所上升。這表明經(jīng)過振動時效后工件的殘余應(yīng)力均化程度有很大提高。經(jīng)過振動時效后工件的殘余應(yīng)力重新分布達到了更加穩(wěn)定的狀態(tài)。

結(jié)論

1. 履帶拖拉機車架大梁焊后內(nèi)部殘余應(yīng)力太高，使用過程中動應(yīng)力與殘余應(yīng)力的疊加使應(yīng)力集中區(qū)超過了其材料的屈服強度，這是造成履帶拖拉機在使用過程中其車架大梁斷裂的直接原因。

2. 振動時效能改善拖拉機車架大梁的殘余應(yīng)力分布，降低殘余應(yīng)力峰值。

3. 采用振動時效可提高履帶拖拉機車架大梁的疲勞壽命，提高履帶拖拉機的質(zhì)量。