CN105483360B - 超声波应力消除方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超声波应力消除方法，包括：超声波换能器连接到导波杆，导波杆固定连接到被处理构件，其中，顺序连接的超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统；超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振。本申请还涉及一种超声波应力消除系统。

Description

超声波应力消除方法及系统

技术领域

本发明涉及超声波振动领域，尤其涉及一种超声波应力消除方法及系统。

背景技术

金属构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺过程，引起内部晶格形变，必然会产生残余应力，极大地降低构件的极限强度和疲劳强度，甚至会产生裂纹和脆性断裂，而且在加工及使用中由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大地影响了构件的尺寸、位置精度和整机性能。降低这种内应力目前主要通过时效的方法。时效处理工艺目前已广泛应用于造船、冶金、机床、矿山、化工、电力等各行业，并收到了显著的经济效益。

首先，本文提到的术语的定义如下：

时效处理：时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法。

超声波：频率高于20000赫兹(20kHz)的声波。

导波杆：超声波振动系统中的主要作用是把机械振动的质点位移或速度传导到被激励对象上，并根据需要将超声振幅放大或缩小。

超声波换能器：是超声波设备的核心器件，实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置。

目前在使用的有四种时效处理工艺，即自然时效、热时效、振动时效和超声波冲击时效。其中，超声波冲击时效为目前最新的应力消除方法，其技术路线与本发明最为接近，如申请号为CN200810162683.5的中国发明专利“一种用于焊缝应力消除的高效超声波冲击头”所公开的。此方法主要用于焊接构件的焊缝处局部应力的处理，无法对整个构件的内部应力进行消除。

超声波振动系统包括超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆、冲击头。利用超声波驱动电源来驱动超声波换能器，产生高频超声振动，经导波杆振幅放大后，振动能量传递到冲击头上。冲击头与导波杆为分体结构，在导波杆端部冲击下，冲击头在导波杆与被处理构件之间往复发生撞击，被冲击的局部区域随冲击头做小幅振动，使作用区域内晶格发生形变，达到消除应力的效果，其作用原理与喷丸工艺类似。

然而，上述超声波冲击时效设备具有以下局限性：

1.不能激励被处理构件的整体共振，而仅在被冲击区域附近激励局部振动以消除附近残余应力；而且作用层的深度有限，一般为1-10mm，无法消除整个构件内部的残余应力。

2.超声波振动系统不直接与被处理构件连接，冲击头与被处理构件为单点非固定接触或多点不连续的且非固定的接触，需要移动冲击头才能对不同部位进行处理，效率低下。

3.冲击头会对被处理构件的表面造成凹坑、凹槽等损害，影响所述构件表面质量，不适合对表面精度及尺寸要求高的构件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本申请提供一种超声波应力消除方法，旨在对被处理构件的应力进行整体消除，达到更深的作用深度，并且避免对被处理构件的表面造成凹坑、凹槽等损害。从而提高被处理构件的表面精度及尺寸要求。

本申请的超声波应力消除方法，与被处理构件形成常规的固定连接，而非不固定连接。其中，固定连接的方式可以是直接焊接、压板等多种形式；非固定连接是指冲击头抵靠在被处理构件上，在实时的振动中会随时接触构件以及离开构件。连接的各种方式均为现有技术，在此不再赘述。

本发明提供一种超声波应力消除方法，包括如下步骤：

超声波换能器连接到导波杆，导波杆固定连接到被处理构件，其中，顺序连接的超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统；

超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；

对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；

对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振。

在一个方面，超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描进一步包括：超声波驱动电源在超声波换能器的共振频率附近进行频率扫描，找到一个或多个振动系统共振频率；将超声波驱动电源输出的激振频率设置为高于所找到的振动系统共振频率的0％-10％的频率，从而进行亚共振激励。

在一个方面，对振动系统进行频率跟踪进一步包括：实时检测超声波驱动电源的电流和电压，通过调整激振频率来保证电流与电压间的相位差保持不变，从而维持振动系统的共振状态。

在一个方面，对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频进一步包括：在激振频率的正负10-500Hz的范围内往复扫描，扫描速度为每秒1-1000次。

在一个方面，导波杆的长度方向的共振频率与所选超声波换能器的共振频率相同。

在一个方面，如果被处理构件是一个，则该被处理构件固定连接到导波杆；如果被处理构件是多个，则多个被处理构件固定连接到激振底座，激振底座固定连接到导波杆。

在一个方面，激振底座在各个方向上开有并列的多个通孔，通过控制孔径和孔间距来调节激振底座的共振频率的分布。

在一个方面，激振底座上设置有用于固定被处理构件的夹紧机构。

在一个方面，如果被处理构件是一个，则该被处理构件被放置在柔性垫层上；如果被处理构件是多个，则多个被处理构件固定连接到激振底座，激振底座被放置在柔性垫层上。

本发明还提供一种超声波应力消除系统，包括：顺序连接的超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆、被处理构件，其中，超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统，其中，超声波驱动电源调整自身的输出频率，对振动系统进行频率扫描和频率跟踪；导波杆固定连接到被处理构件。

本发明又提供一种超声波应力消除系统，包括：顺序连接的超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆、激振底座、多个被处理构件，其中，超声波换能器、导波杆、激振底座、多个被处理构件组成振动系统，其中，超声波驱动电源调整自身的激振频率，对振动系统进行频率扫描和频率跟踪；导波杆固定连接到激振底座，激振底座固定连接到被处理构件。

在一个方面，激振底座在各个方向上开有并列的多个通孔，通过控制孔径和孔间距来调节激振底座的共振频率的分布。

在一个方面，激振底座上设置有用于固定被处理构件的夹紧机构。

在一个方面，超声波驱动电源包括控制器和功率放大器，控制器能够进行频率自动扫描，扫描范围为超声波换能器的共振频率的正负5kHz。

在一个方面，导波杆在径向上开有多个用于机械滤波、防止被处理构件中的振动反射回超声波换能器对超声波换能器造成损伤的通孔。

通过本发明的技术方案，相比于现有技术，本发明实现了至少如下的优点：

1.本发明是目前最彻底的整体消除残余应力的方法，消除率可达90％或更高(在现有技术中，振动时效可消除残余应力30-55％、热时效40-80％、自然时效20-50％)。

2.导波杆直接固定连接到被处理构件或通过激振底座间接固定连接到被处理构件上，被处理构件的所有区域都会参与振动，从而消除整个被处理构件内部的残余应力(现有技术只能消除部分区域的应力)。

3.处理时间一般是3～15分钟，比现有工艺大大缩短，效率高。

4.对工件表面不造成损伤。

5.采用超声波激振，振幅小、频率高可避免低频共振效应产生的过大变形和开裂的风险。

6.激振频率高(18kHz以上)，可以对共振频率较高的中小型构件进行激振，从而去除这些构件的应力，扩大了适用对象的范围。

7.在构件上产生的振动波波长短(厘米级)，振动波产生的交变应力分布更加均匀，应力去除范围更广(现有技术中的振动波长一般是分米级的甚至是米级的)。

8.采用多频复合激振的方式，消除被处理构件中振动波的固定节点，使振动波更均匀地分布于被处理构件中，不会出现过时效或假时效现象(过时效是指时效过度，产生疲劳开裂等损伤；假时效是指没有达到消除应力的效果)。

9.节能，超声波时效的平均功率在2000W以内，处理时间少于15分钟，能耗比现有技术大幅降低。

10.与热时效比较，结构紧凑，安装方式灵活，便于自动化。

11.与振动时效比较，噪音小，振动频率在人耳听力范围以上。

12.与热时效比较，环保、无污染、能耗低，不产生任何排放物。

13.与热时效比较，可在室温对工件进行去应力处理，工件表面无氧化损伤。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是本申请的第一实施例中的超声波振动系统的立体图。

图2是本申请的第二实施例中的超声波振动系统的立体图。

附图标记说明：

1-超声波换能器；2-导波杆；3-激振底座；4-被处理构件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

在下面的描述中，只通过说明的方式对本发明的某些示范实施例进行描述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同方式对所述的实施方案进行修正。因此，附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

为了便于理解本发明，下面对本发明的系统和使用方法分别进行详细描述。

本发明的方法是利用高频的超声波振动对被处理构件进行激振，从而消除被处理构件内部残余应力。超声波换能器把超声波驱动电源的电能转化为振动形式的机械能，然后导波杆将振动传导到被处理构件上。通过激振，由超声波换能器、导波杆、被处理构件组成的振动系统一同产生超声波共振。振动波在被处理构件内部传导的过程中在波节位置产生周期变化的交变应力，当此交变应力与被处理构件内部的残余应力进行矢量叠加后达到或超过材料的屈服强度极限时，构件内部发生微观的塑性变形，被歪曲的晶格逐渐回复平衡状态，从而使构件内部的残余应力得以消除和均化，最终防止构件在加工和使用过程中的变形和开裂，保证构件尺寸精度的稳定性。其中，最关键的两个指标为：

①振动所产生的交变应力的幅值

交变应力幅值必须足够高，在与材料本身残余应力矢量叠加后要能够达到材料本身的屈服强度，否则起不到应力消除的作用。

②振动所产生的交变应力在整个被处理构件上的分布情况

振动所产生的交变应力集中在每个振动波的波节处。振动波在被处理构件上的分布范围越广、越均匀，对构件的应力消除越彻底。振动波的分布与振动波在被处理构件的材料中传导的波长有关，波长越短则其分布越均匀。对于相同材料和相同结构尺寸的构件，振动波的波长由振动频率决定，频率越高则波长越短。另外，振动波的分布也与被处理构件的振动模态有关，不同的模态对应于不同的振动波分布，其对应的应力消除效果也不同。因此，对被处理构件的多个不同共振模态进行激励将能有效地提高应力消除的效果。

具体地，本发明提供一种超声波应力消除方法，包括如下步骤：

超声波换能器连接到导波杆，导波杆固定连接到被处理构件，其中，顺序连接的超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统；

超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；

对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；

对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振。

与超声波冲击时效方法对被处理构件的局部处理对比，本发明可解决超声波冲击时效的不足，具体如下：

1.本发明的方法是对被处理构件进行激励，使得被处理构件整体共振，可消除整个被处理构件的内部残余应力。

2.本发明的方法使振动系统直接与被处理构件固定连接，一次连接即可处理整个构件或一批构件，处理时间一般是3～15分钟，通常不高于15分钟，从而处理效率大大提高。

3.本发明的方法中用到的振动系统仅与被处理构件的局部进行一次性固定连接，与被处理构件不存在相对运动，因此对被处理构件不造成损伤，对表面质量无影响，适合对表面精度及尺寸要求高的被处理构件。

应用于本发明的超声波应力消除方法的部件一般包含超声波驱动电源、超声波换能器1、导波杆2，导波杆2与被处理构件4固定连接，向被处理构件提供振动波。

现有的超声波系统中各个振动部件(超声波换能器、导波杆、工具头，等等)必须按照设定好的共振频率来设计，保证每个部件的自身共振频率均为同一个频率，这样，整套系统连接以后才能够在设定的所述频率上进行共振。此外，现有的超声波系统仅能对特定固有频率的被处理构件进行共振；对于固有频率不同的其它构件，还需要重新设计或调整超声波系统的各个振动部件的自身共振频率。

然而，本发明中被处理构件为任意需要进行应力消除的构件，被处理构件的形状、材质、尺寸均为不确定值，因此，被处理构件的共振频率无法预先设计。由此，需要新设计的超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆，使它们具有足够的柔性，从而在连接到被处理构件后能够根据被处理构件的特性寻找到适合的共振频率进行激振。

超声波换能器为压电或磁致伸缩式超声波换能器，最大输出功率3kW，频率在18kHz-40kHz范围内根据被处理构件进行选择。超声波驱动电源通过电缆连接超声波换能器，以便对超声波换能器供电。由于振动系统经常在共振频率以外工作，超声波换能器发热比较严重，必须具有保护外壳并有强制风冷或水冷装置。超声波换能器的节点位置与外壳必须为柔性连接。

导波杆起到将振动从超声波换能器传导到被处理构件上的作用。根据需要，导波杆可以具备振幅放大或缩小功能。导波杆的一端(即，输入端)与超声波换能器的输出端连接，导波杆的另一端(即，输出端)与被处理构件或激振底座连接。当导波杆的另一端与激振底座连接时，一个或多个被处理构件固定连接到激振底座。导波杆的材质可以采用轻金属材料，例如铝合金或钛合金。导波杆的长度方向的共振频率与所选超声波换能器的共振频率相同。导波杆在径向上开有多个通孔(如图1、2所示)，以利于散热；同时，多个通孔作为机械滤波器将从被处理构件反射回来的振动波中的高频冲击波过滤掉，对超声波换能器起到保护作用。当然，导波杆也可以不开设通孔。导波杆与被处理构件固定连接，固定连接例如是通过螺母螺钉将导波杆与被处理构件连接起来，或者通过焊接在被处理构件上的螺母、带有螺纹孔的焊接在被处理构件上的转接块，或形状特殊的快速装夹机构等与被处理构件固定连接。

超声波驱动电源包括控制器和功率放大器，控制器能够进行频率自动扫描，扫描范围为超声波换能器的共振频率的正负5kHz。在扫描结束后，控制器自动选定距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率。此外，控制器可以输出比所选的共振频率略高频率的信号给功率放大器，进而驱动连接着的超声波换能器，由超声波换能器将该信号传输给导波杆，由导波杆对被处理构件进行超声波激振处理，从而实现应力消除。控制器具有频率跟踪功能，通过实时检测超声波驱动电源的电流和电压，通过调整激振频率来保证电流与电压间的相位差保持不变，从而保持振动系统的共振状态。

另外，除了频率跟踪功能之外，控制器具有对输出的激振频率进行调频的功能。具体地，在所输出的激振频率的正负10-500Hz的范围内快速、往复扫描，扫描频率为每秒1-1000次(1-1000Hz)。通过对激振频率进行快速调频来激发其它与所激励模态(即与该振动系统共振频率所对应的模态)有耦合关系的共振模态，从而实现多个共振模态同时激振，整个振动系统做多频复合共振。

作为一个未图示的可选实施例，振动系统还可以包括连接装置，当然，振动系统也可以不包括连接装置。在包括连接装置的情况下，连接装置可以连接在导波杆与被处理构件之间，从而便于导波杆与被处理构件实现高效地、紧密地连接。连接装置的具体形式可以根据应用场合进行选择。如果被处理构件为单个构件，那么连接装置可以是一端焊接在被处理构件上的螺母、带有螺纹孔的焊接在被处理构件上的转接块，或形状特殊的快速装夹机构等。

在有些情况下也可以直接将导波杆一端焊接在被处理构件上，即也可以不使用连接装置。如果需要同时处理多个被处理构件，那么连接装置可以被设计成激振底座3的形式。激振底座3的设计应该满足在所选超声波换能器1的共振频率附近具有一个或多个明显的共振模态，具体实现方法为在激振底座3的各个方向上开有并列的多个通孔。通过控制孔径和孔间距来调节激振底座的共振频率的分布。激振底座3的尺寸根据每批次被处理构件的个数进行设计，并留有用来固定被处理构件的夹紧机构(螺栓孔或其他夹紧机构)。此外，激振底座3还可以采用轻金属材料，激振底座可3以为板状多孔结构，激振底座3的各个表面上均开有通孔，其中，侧表面有螺纹孔用于安装导波杆2，顶表面有螺纹孔用于固定被处理构件4。

本发明具有多个实施例，下面重点描述本发明的第一实施例和第二实施例。

(第一实施例)

在该实施例中，要求导波杆2与被处理构件4固定连接，固定连接的方式可以是螺栓连接、焊接、或夹持等。应根据被处理构件4的尺寸、材质、共振频率等参数来选定具体的导波杆2及超声波换能器1。超声波驱动电源必须具有扫频及宽频驱动功能。

各部件连接完成后，开始超声波激振处理过程。首先，通过超声波驱动电源的扫频功能在所使用的超声波换能器的共振频率附近进行扫频，找到一个或多个明显的共振频率。将超声波驱动电源输出的激振频率设置为高于所找到的共振频率的0％-10％的频率，从而进行亚共振激励。同时，启动超声波驱动电源的频率跟踪功能，时时适应振动系统的共振频率变化。在一个方面，根据被处理构件的内部应力变化、振动系统的温度变化与被处理构件的温度变化，超声波驱动电源实时调整输出的激振频率维持振动系统的共振状态。在频率跟踪正常工作的前提下，启动快速调频功能，实现多个共振频率同时激振，有效地提高应力消除的效果。本领域技术人员均知道的是，亚共振激励是指是在略高于共振频率点的频率上进行激励。在略高于共振频率的频率上进行激励，整个系统维持共振状态，才能有效去除整体应力。

图1是本申请的第一实施例中的超声波振动系统的立体图。振动系统由超声波换能器1、导波杆2以及被处理构件4组成，导波杆2固定连接到被处理构件4，超声波驱动电源(未示出)与超声波换能器1通过电缆连接。具体地，可以通过双头螺柱或螺栓将导波杆2与被处理构件4固定连接在一起。此外，被处理构件4还可以被放置在柔性垫层上，工作时可以用柔性垫层支撑被处理构件4，以减少能量向工作台的表面传递，超声波振动的能量由超声波换能器1、导波杆2直接传递到被处理构件4上，从而实现被处理构件的应力消除。

在实现应力消除之后，可以拆除导波杆2与被处理构件4之间的固定连接。在此省略对于拆除工艺的描述。

(第二实施例)

采用激振底座3来激振多个小型的被处理构件，如传感器、量具等可一次批量处理的多个构件。

激振底座3与超声波换能器1、导波杆2连接后，将被处理构件4连接到激振底座3上，具体方式可以使用螺栓连接、压板、焊接等等。连接完成后重复第一实施例的超声波激振处理。

图2是本申请的第二实施例中的超声波振动系统的立体图。振动系统由超声波换能器1、导波杆2、激振底座3组成，导波杆2固定连接到被处理构件4，超声波驱动电源(未示出)与超声波换能器1通过电缆连接。具体地，可以通过双头螺柱、螺栓或压板将各部件固定连接在一起。此外，工作时可以用柔性垫层支撑激振底座3，多个被处理构件4通过螺栓孔或其他夹紧机构固定到激振底座3上。超声振动能量由超声波换能器1、导波杆2、激振底座3顺序传递到固定在激振底座3上的被处理构件4，实现超声波应力消除工艺。

在实现应力消除之后，可以将被处理构件4从激振底座3上拆除。在此省略对于拆除工艺的描述。

本发明的超声波应力消除方法具有如下优点：

1.本发明是目前最彻底的整体消除残余应力的方法，消除率可达90％或更高(在现有技术中，振动时效可消除残余应力30-55％、热时效40-80％、自然时效20-50％)。

2.导波杆直接固定连接到被处理构件或通过激振底座间接固定连接到被处理构件上，被处理构件的所有区域都会参与振动，从而消除整个被处理构件内部的残余应力(现有技术只能消除部分区域的应力)。

3.处理时间一般是3～15分钟，比现有工艺大大缩短，效率高。

4.对工件表面不造成损伤。

5.采用超声波激振，振幅小、频率高可避免低频共振效应产生的过大变形和开裂的风险。

6.激振频率高(18kHz以上)，可以对共振频率较高的中小型构件进行激振，从而去除这些构件的应力，扩大了适用对象的范围。

7.在构件上产生的振动波波长短(厘米级)，振动波产生的交变应力分布更加均匀，应力去除范围更广(现有技术中的振动波长一般是分米级的甚至是米级的)。

8.采用多频复合激振的方式，消除被处理构件中振动波的固定节点，使振动波更均匀地分布于被处理构件中，不会出现过时效或假时效现象(过时效是指时效过度，产生疲劳开裂等损伤；假时效是指没有达到消除应力的效果)。

9.节能，超声波时效的平均功率在2000W以内，处理时间少于15分钟，能耗比现有技术大幅降低。

10.与热时效比较，结构紧凑，安装方式灵活，便于自动化。

11.与振动时效比较，噪音小，振动频率在人耳听力范围以上。

12.与热时效比较，环保、无污染、能耗低，不产生任何排放物。

13.与热时效比较，可在室温对工件进行去应力处理，工件表面无氧化损伤。

在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种超声波应力消除方法，包括如下步骤：

超声波换能器连接到导波杆，导波杆固定连接到被处理构件，其中，顺序连接的超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统；

超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；

对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；

对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振，

其中，该方法还包括：在导波杆的径向上开出多个用于机械滤波的通孔，防止被处理构件中的振动反射回超声波换能器对超声波换能器造成损伤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描进一步包括：超声波驱动电源在超声波换能器的共振频率附近进行频率扫描，找到一个或多个振动系统共振频率；将超声波驱动电源输出的激振频率设置为高于所找到的振动系统共振频率的0％-10％的频率，从而进行亚共振激励。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对振动系统进行频率跟踪进一步包括：实时检测超声波驱动电源的电流和电压，通过调整激振频率来保证电流与电压间的相位差保持不变，从而维持振动系统的共振状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，对超声波驱动电源输出的激振频率进行调频进一步包括：在激振频率的正负10-500Hz的范围内往复扫描，扫描速度为每秒1-1000次。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，导波杆的长度方向的共振频率与所选超声波换能器的共振频率相同。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

如果被处理构件是一个，则该被处理构件固定连接到导波杆；

如果被处理构件是多个，则多个被处理构件固定连接到激振底座，激振底座固定连接到导波杆。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，激振底座在各个方向上开有并列的多个通孔，通过控制孔径和孔间距来调节激振底座的共振频率的分布。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，激振底座上设置有用于固定被处理构件的夹紧机构。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，

如果被处理构件是一个，则该被处理构件被放置在柔性垫层上；

如果被处理构件是多个，则多个被处理构件固定连接到激振底座，激振底座被放置在柔性垫层上。

10.一种超声波应力消除系统，包括：

顺序连接的超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆、被处理构件，其中，超声波换能器、导波杆、被处理构件组成振动系统，其特征在于，

超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；

超声波驱动电源对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；

超声波驱动电源对输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振；

导波杆固定连接到被处理构件，

其中，导波杆在径向上开有多个用于机械滤波、防止被处理构件中的振动反射回超声波换能器对超声波换能器造成损伤的通孔。

11.一种超声波应力消除系统，包括：

顺序连接的超声波驱动电源、超声波换能器、导波杆、激振底座、多个被处理构件，其中，超声波换能器、导波杆、激振底座、多个被处理构件组成振动系统，其特征在于，

超声波驱动电源对振动系统进行频率扫描，选择出距离超声波换能器的共振频率最近的且振幅最高的振动系统共振频率作为激振频率，对被处理构件进行超声波激振处理；

超声波驱动电源对振动系统进行频率跟踪，维持振动系统的共振状态；

超声波驱动电源对输出的激振频率进行调频，由此激发与该振动系统共振频率所对应的模态有耦合关系的至少一个共振模态，实现多个共振模态同时激振；

导波杆固定连接到激振底座，被处理构件固定连接到激振底座，

其中，导波杆在径向上开有多个用于机械滤波、防止被处理构件中的振动反射回超声波换能器对超声波换能器造成损伤的通孔。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，激振底座在各个方向上开有并列的多个通孔，通过控制孔径和孔间距来调节激振底座的共振频率的分布。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，激振底座上设置有用于固定被处理构件的夹紧机构。