振动时效是一种利用振动消除工件残余内应力的方法。它起源于国外,从20世纪50年代发展至今,振动时效理论得到不断完善,并且随着振动时效设备的推广,其在实际生产中的应用范围也越来越大。我国于上世纪70年代引进振动时效技术,并组织一批科研院所和高校进行振动时效理论的研究及振动时效设备开发。经过几十年的发展,推广和应用,振动时效正在逐步取代传统的热时效方法。与热时效相比,振动时效的自动化水平高,投资成本低,生产周期短,并且对环境无污染,更重要的是其时效效果不逊于热时效。正是由于这些优点,振动时效在我国轻重型工业中的应用也日益广泛。但也有一些因素制约其发展,如振动时效工艺难制订,现场效果评定无定量标准等。本文以面向实际应用为出发点,首先开发了一套振动时效设备,其次探讨振动时效工艺制订的问题,最后在现有的实验条件下对所开发的设备进行调试和改进。第一章介绍振动时效理论及国内外的发展现状,并重点介绍了谐波谱分析振动时效技术。本文开发的振动时效设备也是基于谱分析方法的。第二章介绍残余应力的成因,进而对比分析热时效和振动时效消除残余应力的机理。第三章详述振动时效设备的硬件开发,主要包括针对直流电机激振器的PWM数字调速模块,加速度传感器信号的低通滤波、采集模块。第四章介绍基于VC++的上位机软件平台开发过程。该人机交互界面采用基于对话框的模式,按照振动时效的工艺流程进行开发,以期达到振动时效设备操作简便的目的。软件平台通过建立和单片机的通信,使其能够控制电机转速,同时能采集加速度信号。对采集的加速度信号进行频谱分析,寻找工件的固有频率。第五章主要研究了振动时效工艺的制订问题,包括激振位置、支撑位置、激振力和激振时间等参数的选择。除此之外,还探讨了振动时效的效果评定方法。第六章通过实验对振动时效设备的软硬件进行联调,检验该设备的稳定性和可靠性。随后对现有成果进行总结,为下一步工作指明方向。