基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法与流程

本发明涉及振动时效技术领域，特指一种基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法。

技术背景

在目前的残余应力消除方法中，振动时效技术由于消除效果好、节能环保、易于现场操作、效率高等优点而备受机械加工制造技术领域的企业的青睐。振动时效技术是利用输入的振动能量使构件产生塑性变形，从而达到消除残余应力的目的。高频振动时效技术由于激振频率高，扩展了振动时效技术的应用范围，然而结构件在高频振动时效处理过程中，由于工艺参数制定的不合理，很容易导致结构件产生一定的损伤，最为典型的就是在材料内部产生微观裂纹缺陷，从而没有达到通过高频振动时效处理提高结构件使用寿命的目的，反而因为微观裂纹缺陷的产生而降低了结构件的使用寿命。

对结构件进行高频振动时效处理时，必须关注结构件在高频振动载荷作用下的状态，并且在制定高频振动时效工艺参数时，应以微观裂纹缺陷是否产生和扩展作为临界条件，这就需要确定高频振动时效工艺参数时，同时采集回来能够反映结构件微观裂纹缺陷状态的信号，并对微观裂纹缺陷状态信号进行分析，从而制定更加合理的高频振动时效工艺参数，即将采集回来的能够反映结构件微观裂纹缺陷状态的信号反馈到高频振动时效系统中，从而使得高频振动时效系统形成一个闭环控制系统。然而，目前应用的高频振动时效系统都是开环系统，在制定高频振动时效工艺参数时并不考虑结构件内部是否产生微观裂纹缺陷以及微观裂纹缺陷是否扩展，这样制定的高频振动时效工艺参数进行高频振动时效处理时很容易导致结构件产生一定的损伤(高频振动能量过大引起结构件的损伤或高频振动时间过长产生累积损伤)，因此如果采用目前的高频振动时效系统对结构件进行高频振动时效处理时，很容易导致结构件内部产生微观裂纹缺陷，且导致微观裂纹缺陷进一步扩展开来，从而降低结构件的使用寿命。综上所述，采用什么类型传感器采集何种能够反映结构件微观裂纹缺陷状态的信号，并将该信号反馈到高频振动时效系统中，作为高频振动时效工艺参数制定的依据，使高频振动时效系统形成闭环控制系统，从而得到合理的高频振动时效工艺参数，已经成为目前高频振动时效系统在实践应用中迫切需要解决的一个关键问题，也严重制约着高频振动时效系统的应用。

结构件在受载荷作用的过程中产生微观裂纹缺陷时，结构件的固有频率、位移振型、应变振型等反映结构件固有振动特性的参数会发生变化，即结构件的模态参数会发生变化，其中应变振型相对于位移振型变化更为显著，即应变振型对微观裂纹缺陷比较敏感，并且高阶应变振型相对于低阶应变振型对微观裂纹缺陷更加敏感。因此，将高阶应变振型应用于判断结构件在高频振动时效过程中微观裂纹缺陷是否形成以及微观裂纹缺陷是否进一步扩展开来是可行的，因此本发明将高阶应变振型融合到目前的高频振动时效系统中，从而在此基础上提出一种基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法，能够克服现有开环型高频振动时效系统及方法在制定高频振动时效工艺参数时并不考虑结构件内部是否产生微观裂纹缺陷以及微观裂纹缺陷是否进一步扩展的不足，从而使得结构件的安全高频振动时效处理成为可能，最终助力高频振动时效技术的推广与应用，且为高频振动时效系统及方法的研究提供新的思路与方向。

技术实现要素：

为了克服现有开环型高频振动时效系统及方法在制定高频振动时效工艺参数时并不考虑结构件内部是否产生微观裂纹缺陷以及微观裂纹缺陷是否进一步扩展的不足，本发明提出一种基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法，即将高阶应变振型融合到目前开环型高频振动时效系统中，利用应变式传感器对高频振动时效过程中的结构件进行无损监测，并将得到的高阶应变振型反馈到高频振动时效系统中，进而制定高频振动时效工艺参数以确保高频振动时效系统输出的高频振动能量不会引起结构件产生微观裂纹缺陷以及不会引起已经产生的微观裂纹缺陷进一步扩展，即形成以结构件的微观裂纹缺陷作为出发点的反馈控制型高频振动时效系统及方法，采用基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法对结构件进行高频振动时效处理，能够使得结构件的安全高频振动时效处理成为可能。

基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统包括上位机系统、信号发生器、功率放大器、高频振动设备、高频振动能量放大装置、加速度传感器、电荷放大器、示波器、应变式传感器、动态应变仪和数据采集卡；所述的高频振动能量放大装置固定在高频振动设备运动部件的上表面，所述的结构件固定在高频振动能量放大装置的上表面，所述的加速度传感器安装于所述的结构件上表面，所述的加速度传感器与所述的电荷放大器的输入通道连接，所述的电荷放大器的输出通道与所述的示波器的输入通道连接，所述的示波器的输出通道与所述的上位机系统连接，所述的应变式传感器粘贴在所述的结构件上表面，所述的应变式传感器与所述的动态应变仪的输入通道连接，所述的动态应变仪的输出通道与所述的数据采集卡的输入通道连接，所述的数据采集卡的输出通道与所述的上位机系统连接；

所述的上位机系统包括从数据采集卡获取应变式传感器采集到的高阶应变信号的高阶应变信号获取模块、高阶应变信号特征获取模块、裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库、高阶应变振型特征比对模块、控制信息存储模块、高频振动时效方法模块、驱动信息存储模块、获取示波器显示的电压波形的电压波形获取模块，从电压波形中提取电压峰值的电压峰值提取模块，将电压峰值转换为输出振级的振级转换模块；

上位机系统控制信号发生器输出幅值和频率均独立且连续可调的正弦激振信号；信号发生器输出的正弦激振信号通过功率放大器，驱动高频振动设备产生振动。

进一步，所述的高阶应变信号特征获取模块用于提取高阶应变波形的幅值。在本发明具体实施过程中，采用提取高阶应变波形的幅值来反映微观裂纹缺陷对高阶应变振型的影响，即采用所述的高阶应变波形的幅值作为所述的高阶应变信号的特征。

进一步，所述的电压波形获取模块获取示波器显示的电压波形，所述的电压峰值提取模块从电压波形中提取电压峰值，所述的振级转换模块将电压峰值转换为输出振级。在本发明具体实施过程中，采用作用在结构件上的振级表征作用在结构件上的动应力。加速度传感器的灵敏度值s(pc/ms^-2)，电荷放大器输入端的灵敏度系数s(pc/unit)，放大系数f(unit/v)，电压峰值u(v)，作用在结构件上的振级与电压峰值之间的转换关系为其中a表示作用在结构件上的振级。

进一步，所述的裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库存储对结构件开展有损伤性的高频振动时效实验所积累的海量高阶应变信号特征数据；所述的高阶应变振型特征比对模块比对实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征；所述的实时采集得到的高阶应变振型特征与所述的裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，所述的高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，并存储于所述的控制信息存储模块，进而控制所述的高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且所述的高频振动时效方法模块会产生驱动信息，并存储于所述的驱动信息存储模块，进而驱动所述的高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。

进一步，所述的高频振动时效方法模块存有结构件产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号时的高频振动时效工艺参数调整规则；所述的高频振动时效工艺参数包括激振频率、激振振级和激振时间；所述的调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率、在激振振级选取范围内选取较小的激振振级、在激振时间选取范围内选取较短的激振时间。在本发明的具体实施过程中关注的是高频振动时效的关键工艺参数，即激振频率、激振振级和激振时间。对结构件开始进行高频振动时效处理时，依据振动时效工艺国家标准(gb-t25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》)确定激振频率、激振振级和激振时间的选取范围，并在选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理，当选取的高频振动时效工艺参数值不合适时，容易导致结构件产生一定的损伤，从而产生相应的高阶应变信号，此时就需要对结构件高频振动时效处理的工艺参数进行调整。调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率或在激振振级选取范围内选取较小的激振振级以减小作用在结构件上的高频振动能量，在激振时间选取范围内选取较短的激振时间以避免对结构件产生累积损伤。通过这样对结构件的高频振动时效工艺参数进行调整，可以避免结构件产生损伤，确保结构件能够进行安全的高频振动时效处理。

进一步，所述的应变式传感器为电阻式应变传感器。

进一步，所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。

具体来说，本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统实施过程如下：

在本发明具体实施过程中，采用作用在结构件上的振级表征作用在结构件上的动应力，首先依据振动时效工艺国家标准确定高频振动时效激振频率的选取范围，确定高频振动时效激振振级的选取范围，确定高频振动时效激振时间的选取范围，然后在激振频率与激振振级选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理，当在确定的激振频率和激振振级下对结构件进行高频振动时效处理时，作用在所述的结构件上的高频振动能量过大时容易导致结构件形成微观裂纹缺陷或导致结构件上已经形成的微观裂纹缺陷进一步扩展，从而导致结构件在过大的高频振动能量作用下进行高频振动时效处理时会产生相应的高阶应变信号，或者对结构件进行较长时间的高频振动时效处理产生累积损伤，从而也会产生相应的高阶应变信号，此时对高阶应变信号进行特征提取，并与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的对结构件开展有损伤性的高频振动时效实验所积累的海量高阶应变信号特征数据进行比对，如果实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，并存储于控制信息存储模块，进而控制高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且高频振动时效方法模块会产生驱动信息，并存储于驱动信息存储模块，进而驱动高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。当结构件产生微观裂纹缺陷或已经产生的微观裂纹缺陷进一步扩展时，所述的高阶应变信号的幅值会发生突变。所述的调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率、在激振振级选取范围内选取较小的激振振级、在激振时间选取范围内选取较短的激振时间。在激振频率选取范围内选取较小的激振频率或在激振振级选取范围内选取较小的激振振级均可以减小作用在结构件上的高频振动能量，在激振时间选取范围内选取较短的激振时间以避免对结构件产生累积损伤。所述的实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点指的是实时采集得到的高阶应变振型特征发生突变。

基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效方法包括以下步骤：

(1)、将高频振动能量放大装置与高频振动设备固定连接；将结构件与高频振动能量放大装置固定连接；将加速度传感器与应变式传感器安装在结构件上；接通信号连线；接通电源；

(2)、根据振动时效工艺国家标准，确定高频振动时效工艺参数的选取范围，包括确定结构件高频振动时效激振频率的选取范围、确定结构件高频振动时效激振振级的选取范围、确定结构件高频振动时效激振时间的选取范围；

(3)、对结构件开展有损伤性的高频振动时效处理，上位机系统中的高阶应变信号特征获取模块提取采集到的高阶应变信号的特征，并将得到的海量高阶应变信号特征数据存储到裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中；

(4)、在高频振动时效工艺参数的选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理；

(5)、应变式传感器对结构件高频振动时效过程进行监控，如果实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，上位机系统中的高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，控制高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且高频振动时效方法模块会产生驱动信息，驱动高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。

进一步，所述的信号连线包括上位机系统与信号发生器之间的信号连线；信号发生器与功率放大器之间的信号连线；功率放大器与高频振动设备之间的信号连线；加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；电荷放大器与示波器之间的信号连线；示波器与上位机系统之间的信号连线；应变式传感器与动态应变仪之间的信号连线；动态应变仪与数据采集卡之间的信号连线；数据采集卡与上位机系统之间的信号连线；所述的电源包括上位机系统、信号发生器、功率放大器、高频振动设备、电荷放大器、示波器、动态应变仪和数据采集卡的电源。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法采用应变式传感器对高频振动时效过程进行监控，属于无损的检测方法。

2、本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法采用应变式传感器对高频振动时效过程进行监控，属于动态实时监控技术，能够实时发现和监测微观裂纹缺陷的形成和发展过程，因而确保了能够采用本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法对结构件进行安全的高频振动时效处理。

3、本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法属于闭环控制的高频振动时效系统，是将高阶应变信号反馈到目前开环型高频振动时效系统中，进而制定高频振动时效工艺参数以确保高频振动时效系统输出的高频振动能量不会引起结构件微观裂纹缺陷的形成或扩展，即形成以结构件的微观裂纹缺陷作为出发点的反馈控制型高频振动时效系统及方法，有利于扩展高频振动时效的应用范围。

4、本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法对结构件进行高频振动时效处理时，其处理过程是由上位机系统进行控制的，减少了操作人员的工作量，有利于提高高频振动时效处理的效率。

附图说明

图1基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统示意图。

图2基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效方法示意图。

图3无微观裂纹缺陷的结构件示意图。

图4具有微观裂纹缺陷的结构件示意图。

图5a模态位移的数值分析结果。

图5b模态应变的数值分析结果。

具体实施方式

参照附图，进一步说明本发明：

基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统包括上位机系统、信号发生器、功率放大器、高频振动设备、高频振动能量放大装置、加速度传感器、电荷放大器、示波器、应变式传感器、动态应变仪和数据采集卡；所述的高频振动能量放大装置固定在高频振动设备运动部件的上表面，所述的结构件固定在高频振动能量放大装置的上表面，所述的加速度传感器安装于所述的结构件上表面，所述的加速度传感器与所述的电荷放大器的输入通道连接，所述的电荷放大器的输出通道与所述的示波器的输入通道连接，所述的示波器的输出通道与所述的上位机系统连接，所述的应变式传感器粘贴在所述的结构件上表面，所述的应变式传感器与所述的动态应变仪的输入通道连接，所述的动态应变仪的输出通道与所述的数据采集卡的输入通道连接，所述的数据采集卡的输出通道与所述的上位机系统连接；

所述的上位机系统包括从数据采集卡获取应变式传感器采集到的高阶应变信号的高阶应变信号获取模块、高阶应变信号特征获取模块、裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库、高阶应变振型特征比对模块、控制信息存储模块、高频振动时效方法模块、驱动信息存储模块、获取示波器显示的电压波形的电压波形获取模块，从电压波形中提取电压峰值的电压峰值提取模块，将电压峰值转换为输出振级的振级转换模块；

上位机系统控制信号发生器输出幅值和频率均独立且连续可调的正弦激振信号；信号发生器输出的正弦激振信号通过功率放大器，驱动高频振动设备产生振动。

进一步，所述的高阶应变信号特征获取模块用于提取高阶应变波形的幅值。在本发明具体实施过程中，采用提取高阶应变波形的幅值来反映微观裂纹缺陷对高阶应变振型的影响，即采用所述的高阶应变波形的幅值作为所述的高阶应变信号的特征。

进一步，所述的电压波形获取模块获取示波器显示的电压波形，所述的电压峰值提取模块从电压波形中提取电压峰值，所述的振级转换模块将电压峰值转换为输出振级。在本发明具体实施过程中，采用作用在结构件上的振级表征作用在结构件上的动应力。加速度传感器的灵敏度值s(pc/ms^-2)，电荷放大器输入端的灵敏度系数s(pc/unit)，放大系数f(unit/v)，电压峰值u(v)，作用在结构件上的振级与电压峰值之间的转换关系为其中a表示作用在结构件上的振级。

进一步，所述的裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库存储对结构件开展有损伤性的高频振动时效实验所积累的海量高阶应变信号特征数据；所述的高阶应变振型特征比对模块比对实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征；所述的实时采集得到的高阶应变振型特征与所述的裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，所述的高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，并存储于所述的控制信息存储模块，进而控制所述的高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且所述的高频振动时效方法模块会产生驱动信息，并存储于所述的驱动信息存储模块，进而驱动所述的高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。

进一步，所述的高频振动时效方法模块存有结构件产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号时的高频振动时效工艺参数调整规则；所述的高频振动时效工艺参数包括激振频率、激振振级和激振时间；所述的调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率、在激振振级选取范围内选取较小的激振振级、在激振时间选取范围内选取较短的激振时间。在本发明的具体实施过程中关注的是高频振动时效的关键工艺参数，即激振频率、激振振级和激振时间。对结构件开始进行高频振动时效处理时，依据振动时效工艺国家标准(gb-t25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》)确定激振频率、激振振级和激振时间的选取范围，并在选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理，当选取的高频振动时效工艺参数值不合适时，容易导致结构件产生一定的损伤，从而产生相应的高阶应变信号，此时就需要对结构件高频振动时效处理的工艺参数进行调整。调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率或在激振振级选取范围内选取较小的激振振级以减小作用在结构件上的高频振动能量，在激振时间选取范围内选取较短的激振时间以避免对结构件产生累积损伤。通过这样对结构件的高频振动时效工艺参数进行调整，可以避免结构件产生损伤，确保结构件能够进行安全的高频振动时效处理。

进一步，所述的应变式传感器为电阻式应变传感器。

进一步，所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。

具体来说，本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统实施过程如下：

在本发明具体实施过程中，采用作用在结构件上的振级表征作用在结构件上的动应力，首先依据振动时效工艺国家标准确定高频振动时效激振频率的选取范围，确定高频振动时效激振振级的选取范围，确定高频振动时效激振时间的选取范围，然后在激振频率与激振振级选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理，当在确定的激振频率和激振振级下对结构件进行高频振动时效处理时，作用在所述的结构件上的高频振动能量过大时容易导致结构件形成微观裂纹缺陷或导致结构件上已经形成的微观裂纹缺陷进一步扩展，从而导致结构件在过大的高频振动能量作用下进行高频振动时效处理时会产生相应的高阶应变信号，或者对结构件进行较长时间的高频振动时效处理产生累积损伤，从而也会产生相应的高阶应变信号，此时对高阶应变信号进行特征提取，并与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的对结构件开展有损伤性的高频振动时效实验所积累的海量高阶应变信号特征数据进行比对，如果实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，并存储于控制信息存储模块，进而控制高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且高频振动时效方法模块会产生驱动信息，并存储于驱动信息存储模块，进而驱动高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。当结构件产生微观裂纹缺陷或已经产生的微观裂纹缺陷进一步扩展时，所述的高阶应变信号的幅值会发生突变。所述的调整规则包括在激振频率选取范围内选取较小的激振频率、在激振振级选取范围内选取较小的激振振级、在激振时间选取范围内选取较短的激振时间。在激振频率选取范围内选取较小的激振频率或在激振振级选取范围内选取较小的激振振级均可以减小作用在结构件上的高频振动能量，在激振时间选取范围内选取较短的激振时间以避免对结构件产生累积损伤。所述的实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点指的是实时采集得到的高阶应变振型特征发生突变。

基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效方法包括以下步骤：

(1)、将高频振动能量放大装置与高频振动设备固定连接；将结构件与高频振动能量放大装置固定连接；将加速度传感器与应变式传感器安装在结构件上；接通信号连线；接通电源；

(2)、根据振动时效工艺国家标准，确定高频振动时效工艺参数的选取范围，包括确定结构件高频振动时效激振频率的选取范围、确定结构件高频振动时效激振振级的选取范围、确定结构件高频振动时效激振时间的选取范围；

(3)、对结构件开展有损伤性的高频振动时效处理，上位机系统中的高阶应变信号特征获取模块提取采集到的高阶应变信号的特征，并将得到的海量高阶应变信号特征数据存储到裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中；

(4)、在高频振动时效工艺参数的选取范围内选取具体的工艺参数值对结构件进行高频振动时效处理；

(5)、应变式传感器对结构件高频振动时效过程进行监控，如果实时采集得到的高阶应变振型特征与裂纹形成和扩展的高阶应变振型特征数据库中存储的高阶应变信号特征具有相似的特点时，上位机系统中的高阶应变振型特征比对模块会产生控制信息，控制高频振动时效方法模块调整作用在结构件上的工艺参数，且高频振动时效方法模块会产生驱动信息，驱动高频振动设备在调整后的工艺参数下对结构件进行高频振动时效处理，这样的调整过程以不产生微观裂纹缺陷形成和扩展的高阶应变信号为界限。

进一步，所述的信号连线包括上位机系统与信号发生器之间的信号连线；信号发生器与功率放大器之间的信号连线；功率放大器与高频振动设备之间的信号连线；加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；电荷放大器与示波器之间的信号连线；示波器与上位机系统之间的信号连线；应变式传感器与动态应变仪之间的信号连线；动态应变仪与数据采集卡之间的信号连线；数据采集卡与上位机系统之间的信号连线；所述的电源包括上位机系统、信号发生器、功率放大器、高频振动设备、电荷放大器、示波器、动态应变仪和数据采集卡的电源。

在本发明具体实施过程中，采用高阶应变振型作为反馈量的原因如下：对图3无微观裂纹缺陷的结构件和图4具有微观裂纹缺陷的结构件进行数值模态分析。图3和图4所示的结构件的长度均为230mm，宽度均为210mm，厚度均为6mm，为了便于将图3和图4所示的结构件固定在高频振动能量放大装置的上表面，在图3和图4所示的结构件上留有半径为4mm的安装孔，安装孔之间的距离为80mm，图4中的微观裂纹的长度为2mm，宽度为0.2mm，厚度为0.2mm。首先采用数值分析的方法研究微观裂纹的存在对模态位移和模态应变的影响，研究了沿着特定方向(即结构件的长度方向)的模态位移和模态应变的分布规律，其中无微观裂纹的结构件和具有微观裂纹的结构件的模态位移的分布规律如图5a所示；无微观裂纹的结构件和具有微观裂纹的结构件的模态应变的分布规律如图5b所示。从图5a可见，无微观裂纹的结构件和具有微观裂纹的结构件的一阶弯曲位移振型和五阶弯曲位移振型的模态位移值是重叠在一起的，即使在微观裂纹处一阶弯曲位移振型和五阶弯曲位移振型的模态位移值也没有明显的变化，表明模态位移对微观裂纹并不敏感。从图5b可见，无微观裂纹的结构件和具有微观裂纹的结构件的一阶弯曲应变振型和五阶弯曲应变振型的模态应变值在微观裂纹以外的地方基本是重叠在一起的，但是在微观裂纹处一阶弯曲应变振型和五阶弯曲应变振型的模态应变值却发生了明显的突变，表明模态应变对微观裂纹是敏感的，并且五阶弯曲应变振型的模态应变值在微观裂纹处的突变更加明显，这表明通过检测结构件的高阶应变信号，并将得到的高阶应变信号特征反馈到高频振动时效系统中，形成本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法，并采用本发明提出的基于高阶应变振型反馈控制的高频振动时效系统及方法对结构件进行高频振动时效处理，能够实现结构件的安全高频振动时效处理的目的，并且为高频振动时效系统及方法的研究提供新的方向。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。