| US3622404A | 1971-11-23 | |||
| DE3043794A1 | 1982-06-03 | |||
| EP0053034A1 | 1982-06-02 |
Soviet Inventions Illustrated, sect. Ch, week E 13, published on 12 May 1982, Derwent Publications LTD.(London),M 24, see page 14, SU-836-134 (KRASY)
Patent Abstracts of japan, unexamined applications, field C, vol. 6, no. 94, published on 2 June 1982 The Patent Office Japanese Government, see page 111 C 105, Kokai-No. 57-26 119 (INOUE JAPAX)
| 1. | Méthode pour la suppression des contraintes internes résiduelles instables à l'aide des vibrations, caractérisé en ββ_qu*en vue d'évidencier et supprimer les contraintes inter¬ nes résiduelles instables, se trouvant dans les pièces après des différentes usinages à chaud et/ou è froid, en évidencie l'existence de l'état tensionnel momentannée, sar la compa¬ raison des deux réponses dynamiques successives à vibration à fréquence variable, puis on applique une vibration répétée à fréquence variable, à puissance préétablie dans un domaine compris de 1 Hz à 20 kHz, à une vitesse de balayage réglable de 0,1 Hz/sec à 100 Hz/sec, en fonction des caractéristiques physiques et di ensisnnelles de la pièce. |
| 2. | ..éthode, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, Iβrsqu'on l'utilise seulement pour le contrôle de l'état tensionnel, la vibration se fait par la mémorisation de la réponse dynamique des deux balayages successives. |
| 3. | «éthode, selon les revendications 1 et 2, caracté¬ risé en ce que l'évaluation cantitative de l'état tensionnel se fait par des comparaisons des réponses dynamiques succes¬ sives, à des puissances préréglées en fonction des caracté¬ ristiques physiques et di ensionnelles de la pièce. |
| 4. | iléthode, selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le détensionnement proprementdit des pièces, la répétition de la vibration se fait continuellement dans un domaine établi initial, ou restreint en fonction de la stabi¬ lité de la réponse dynamique jusqu'à ce que les différences entre les réponses dynamiques successives dans tout le domai¬ ne préétabli soient minimes. |
| 5. | Méthode, selβn les revendications 1 et 4, caracté¬ risé en ce que la répétition de la vibration pour le détensi¬ onnement est faite aux fréquences de résonnance de la pièce issues de la dernière réponse dynamique analysée, le temps de vibration et la succession des séquences de vibration s'établissant à l'aide d'un computer ayant comme base un programme préétabli. OMH . |
| 6. | Méthode, selon les revendications 1 à 5, caracté¬ risé en ce que pour le détensionne ent des pièces des gran¬ des dimensions, la pièce sera mise sur des supports élas¬ tiques, et sur elle sera fixé le vibrateur si bien que la partie mobile de vibrateur deviendra quasifixe elle vibre¬ ra ensemble avec la pièce et la partie fixe de vibrateur deviendra mobile, si bien que l'énergie de vibration se transmettra directement de la partie mobile d'excitateur à la pièce, et la pièce puisse vibrer relativement librement. |
| 7. | Appareil pour la suppression des contraintes in¬ ternes résiduelles instables, selon la r vendication 1, formé d'un générateur de fonctions à fréquence et vitesse de balayage variables, qui commande un amplificateur ayant la puissance de sortie variable pour agir un excitateur de vi¬ brations en vue de transmettre l'énergie vibratoire à une pièce de laquelle un traducteur reprenne le signal pour l'a¬ nalyseur de spectre,, caractérisé en ce que les paramètres de vibration sont établis en se basant sur les caractéristiques physiques et dimensionnelles des pièces et sur les informa¬ tions reçues d'un analyseur de spectre, et interprétées par un computer se basant sur des programmes fixes ou rédigées sur place. |
Dβmaine technique
L'inventien se rapporte à une méthθde et à un appareil pour supprimer les contraintes résiduelles internes instables à l'aide des vibrations produites par une source à fréquence variable, qui peuvent δtre appliqués aux différentes pièces des domaines industriels différents.
Technique antérieure
On cennaît des méthodes pour la réduction des contrain¬ tes résiduelles internes instables des différentes structures métalliques qui consistent en application de l'énergie vibra¬ toire à variation discontinue de la fréquence sur la pièce, les fréquences de vibration s' tablissant fonction des chan¬ gements brusques de la réponse dynamique de la pièce. La vi¬ bration s'exécute jusqu'à ce que la grandeur des changements respectives soit substantiellement réduite, le domaine de vi¬ bration étant compris de O à 150 Hz.
Ces procédés ont l'inconvénient que la vibration est produite à une ou plusieurs fréquences fixes et n'ont pas en vue que la fréquence de résonnance se modifie pendant le pro¬ cessus de détensionnement, en perturbant le transfert d'éner¬ gie de l'excitateur à la pièce.
Exposé de l'invention
La méthode, selon l'invention élimine les désavantages de l'art antérieur, car, en vue d'optimiser le régime de vi¬ bration et de la durée de vibration pour supprimer les con¬ traintes résiduelles internes instables, consiste en l'évalu¬ ation de l'état tensionnel par la comparaison des deux répon¬ ses dynamiques successives et la vibration répétée a fréquence variable de la pièce jusqu'à la minimalisation des différences entre les deux réponses dynamiques successives, le régime de la vibration s'établissant en fonction des caractéristiques physiques et di ensionnelles des pièces.
L'appareil pour la réalisation de la méthode est formé
d'un générateur de fonctions, qui commande un amplificateur de puissance qui agit sur un excitateur de vibrations qui transfère l'énergie à la pièce, et un traducteur qui transmet l'information de la réponse dynamique à un analyseur de spec¬ tre qui interprète le signal, tout le processus étant comman¬ dé par un computer.
L'invention sera décrite plus en détails en regard du dessin anexé à titre d'exemple nullement limitatif, lequel représente le schema-bloc simplifié de l'ensemble appareil- pièce.
Procédé selon l'invention, s*appliquant aux pièces ou (sous)ensembles monobloc dans la structure interne desquels il y a des contraintes internes résiduelles instables résul¬ tés a. la suite des traitements thermiques et/ou mécaniques, et réside en réalisation d'une liaison élastique entre la pi¬ èce et l'excitateur si bien que l'énergie de vibration se transmette directement de la partie mobile de l'excitateur a la pièce, et la pièce puisse vibrer relativement librement. On applique une énergie vibratoire à fréquence variable à une vitesse constante de variation, le domaine de balayage, la vi¬ tesse de balayage et la puissance d'excitation étant établies en fonction des caractéristiques physiques et di ensionnelles de la pièce, et la réponse dynamique (la courbe fréquence-am¬ plitude) dans le domain exploré est mémorisée. L'exploration est répétée en comparant la nouvelle réponse dynamique à celle antérieure, en enregistrant les différences. Les différences respectives sont causées par la modification de l'état tensi- onnel interne pendant l'excitation vibratoire. On répète l'o¬ pération de vibration jusqu'à ce que les différences des deux réponses dynamiques successives soient minimes, en pouvant réduire le domaine si on observe la stabilisation.
Comme variante, ©n peut réaliser la vibration aussi aux fréquences de résonnance de la pièce, quand le temps et la succession des fréquences des vibrations seront établis par un computer se basant sur un programme préétabli de la manière que la vibration aux fréquences audio ne nuise.
La méthode et l'appareil selon l'invention ont les avan¬ tages suivantes:
- donnent la possibilité d'évidencier les contraintes internes résiduelles instables des pièces, en agissant en tant que méthode de contrôle nondestructif, et de supprimer ces _- contraintes;
- permettent l'optimisation des paramètres de vibration;
- le même appareil peut détensionner des pièces d'une grande gamme di ensionnell ;
- permettent l'entière automatisation du processus avec une grande flexibilité d'utilisation, le même appareil pouvant être utilisé aussi dans d'autres domaines.
Description sommaire du dessin
L'appareil pour la réalisation de l'invention est formé d'un générateur de fonctions 1, à fréquence variable de 1 Hz à 20 kHz, la vitesse de balayage étant comprise la plage de 0,01 Hz/sec à 100 Hz/sec. Au générateur 1 on peut prérégler les limites du domaine des fréquences variables, par commande numérique, et son signal de sortie est amplifié par un ampli¬ ficateur de puissance 2. L'amplificateur 2 a la puissance de sortie variable, ayant lui aussi une commande numérique. Cet amplificateur 2 agit un -excitateur de vibrations 3 qui tran¬ smet l'énergie vibratoire à une pièce 4. Sur cette pièce il y a un traducteur 5 qui reçoit le signal correspondant à la vi¬ bration de la pièce, le transforme en un signal électrique et le transmet à un analyseur de spectre 6 par une chaîne de pré- ampli ica ion de conditionnement qui n'est pas représenté. L'analyseur de spectre 6 peut être conecté à enregistreur graphique 7, pour obtenir des courbes représentatives pour l'état tensionné ou détensionné, et lui aussi est command numériquement. L'appareil contient aussi un computer 8 qui commande tout le processus se basant sur des programmes fixes incluses dans une ou plusieurβs mémoires programables, la configuration du computer per etant à l'utilisateur d'opérer aussi en suivant un programme fait sur place.
Meilleure manière de réaliser l'invention
Pour détensionner des grandes dimensions, l'appareil selon l'invention se réalise des modules indépendents assem¬ blés et liés ensemble sur un chariot mobile qui peut être dé¬ placé par l'utilisateur jusqu'à la pièce. La pièce sera mise sur des supports élastiques, sur elle sera fixé le vibrateur, et puis on met en état de fonctionnement l'appareil qui vi¬ brera la pièce conformément au programme désiré.
En cas de petites pièces, l'appareil peut être réalisé en variante stationnaire, des mêmes modules, et il peut être intégré dans une ligne automatisé, au bras mécanique de tran- sfèr si c'est le cas. En cette situation, l'appareil pourra être utilisé pour une seule pièce détensionnée une fois, ou pour plusieures pièces liées monobloc, la règle de vibration étant la même.
Possibilités d'exploitation industrielle
L'appareil et la méthode selon l'invention peuvent être utilisés pour le contrδl qualitatif nondestructif de l'état tensionnel d'une pièce, pour la supression des cβntraintes internes résiduelles instables, et pour la stabilisation di- ensionnelle des pièces, pendant le cycle technologique nor¬ mal, et aussi au détensionne ent pendant la soudure, et pen¬ dant la solidification des pièces coulées.
L'invention est applicable, en principe, à toute pièce fabriquée d'un matériel solide, à structure crystaline, sans restrictions de forme, dimensions ou poids, étant recommandée pour des éléments des mécanismes de précision, pièces des ma¬ tériaux stratifiés (bi ou multimateriaux) , pièces traitées ther ochimique ent à la surface, et, en général, dans les si¬ tuations quand le traitement thermique seut nuire.