CN103712677A - 激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，用脉冲激光激励被测件，采用模态参数时域识别方法，通过检测装置采集被测件受冲击后的自由振动衰减信号进行模态参数识别，并利用自功率谱峰值法粗估固有频率对模态时域分析结果，进行模态真伪辨别，最终得到被测件每次受冲击后的固有频率。以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。检测装置由脉冲激光束，夹持装置，约束介质管道，被测件，传感器及其变送器，USB数据采集卡，计算机，激光器，床身组成，可以实时、无损地检测激光冲击强化后零件的表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，属无损检测技术领域。
背景技术
激光冲击强化(Laser Shock Peening)是一种金属表面处理工艺，利用高能量激光束冲击使金属零件表面形成等离子区，产生一个巨大的冲击波，从而在金属零件内部能够产生很大的改善元件疲劳特性和刚度的残余压应力。
国外对于激光冲击强化处理质量的测量方法，有用激光探针或其他测量装置来检测激光冲击处理后留下的表面凹坑体积，并根据此凹坑体积(即金属表面塑性变形量)计算出金属表面残余压应力，从而作为工件质量检验的依据；也有人研究利用X射线，直接对金属内部的应力分布进行探测来检测工件质量；另外就是利用声音检测装置，采集每次激光束冲击时产生的声音并将此声音数据送到计算机中，与预先得到的声音和处理质量的关系函数(此函数做实验得出)进行比较，以此作为检测标准。国内的检测方法主要是靠直观判别，就是通过对工件表面粗糙度与微凹坑进行直观地观察与分析，来判别激光冲击强化效果的好坏，从而达到无损检验的目的。
上面提到的各种检测方法都有不完善的地方，尤其是国内对激光冲击处理的质量检测研究力度不够，直观判别法这样凭借经验来进行直观判断，效率低且没有精度保证。
发明内容
为了克服上述现有方法的不足，本发明提供一种激光冲击强化处理质量的声固有频率检测方法。
解决上述问题的技术方案是：一种激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，其特征在于：用脉冲激光激励被测件，采用模态参数时域识别方法，通过检测装置采集被测件受冲击后的自由振动衰减信号进行模态参数识别，并利用自功率谱峰值法粗估固有频率对模态时域分析结果，进行模态真伪辨别，最终得到被测件每次受冲击后的固有频率。以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
所述检测装置由脉冲激光束1，夹持装置2，约束介质管道3，被测件4，传感器及其变送器5，USB数据采集卡6，计算机7，激光器8，床身9组成，其特征在于：激光器8安装在床身9上，激光器8发出的脉冲激光束1作用在被测件4的表面，被测件4固定在夹持装置2中。
上述激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，其特征在于：所述床身9靠近被测件4的地方安装有传感器及其变送器5，传感器及其变送器5与装在计算机7内的USB数据采集卡6连接。
上述激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，其特征在于：所述床身上安装有约束介质管道。
本发明的有益效果是，可以实时、无损地检测激光冲击强化后零件的表面质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图是本发明的激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法示意图。
具体实施方式
图中1.脉冲激光束，2.夹持装置，3.约束介质管道，4.被测件，5.传感器及其变送器，6.USB数据采集卡，7.计算机，8.激光器，9.床身
在图1中，所述用脉冲激光激励被测件，采用模态参数时域识别方法，通过检测装置采集被测件受冲击后的自由振动衰减信号进行模态参数识别，并利用自功率谱峰值法粗估固有频率对模态时域分析结果，进行模态真伪辨别，最终得到被测件每次受冲击后的固有频率。以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
所述检测装置可以用调Q钕玻璃激光器，将其安装在床身上，激光器发出经过放大的、高能量的脉冲激光束，作用在被测件的表面，被测件固定在夹持装置中。
所述床身靠近被测件的地方安装有电涡流位移传感器及其变送器，用于采集被测件在LSP过程中的位移响应信号，电涡流位移传感器及其变送器与装在计算机内的USB数据采集卡连接，数据采集卡的任务是把连续模拟信号转换成计算机能够处理的离散数字信号。每次激光冲击处理完成后，系统将得到的被测件的平均声功率与实验得到的检测标准进行比对，如果与标准值不符，则做出加工质量不合格的判定。
所述床身上安装有约束介质管道，管道输出流水作为约束层，以获得更高的激光冲击波峰值。应保证流水有一定的压力和不带气泡，以保证流水的均匀性和稳定性。
Claims (4)
1.一种激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，用脉冲激光激励被测件，采用模态参数时域识别方法，通过检测装置采集被测件受冲击后的自由振动衰减信号进行模态参数识别，并利用自功率谱峰值法粗估固有频率对模态时域分析结果，进行模态真伪辨别，最终得到被测件每次受冲击后的固有频率。以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
2.由脉冲激光束(1)，夹持装置(2)，约束介质管道(3)，被测件(4)，传感器及其变送器(5)，USB数据采集卡(6)，计算机(7)，激光器(8)，床身(9)组成，其特征在于：激光器(8)安装在床身(9)上，激光器(8)发出的脉冲激光束(1)作用在被测件(4)的表面，被测件(4)固定在夹持装置(2)中。
3.根据权利要求1所说的激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，其特征在于：所述床身(9)靠近被测件(4)的地方安装有传感器及其变送器(5)，传感器及其变送器(5)与装在计算机(7)内的USB数据采集卡(6)连接。
4.根据权利要求1所说的激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法，其特征在于：所述床身(9)上安装有约束介质管道(3)。
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