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第八章 机器设备寿命估算

考试大纲

第一节　概述

第二节　磨损寿命：

1.磨损寿命的计算。

第三节　疲劳寿命理论及应用：

1.疲劳寿命曲线及其应用。

2.环应力特性的含义。

3.材料疲劳极限及零件疲劳极限的含义及确定。

4.疲劳损伤积累的含义及应用。

5.疲劳寿命在机器设备技术鉴定中的应用。

第四节　损伤零件寿命估算：

1.损伤零件疲劳寿命的估算。

本章历年题型：

1.(单选题)(2006)下列关于设备磨损的说法中，正确的是( )。

A.设备在使用初期，零部件表面的粗糙度比较小，在使用过程中随着磨损而逐渐增大

B.设备的正常磨损寿命是指正常磨损阶段的磨损寿命，即第II阶段的磨损寿命

C.设备在进入急剧磨损阶段后，应开始考虑安排修理

D.材料的磨损强度数值越大，材料的耐磨性越差

答案：D

答案解析： A，设备在使用初期，零部件表面的粗糙度比较小，在使用过程中随着磨损而逐渐增大，粗糙度应该是随着磨损而逐渐变小的;B，设备的正常磨损寿命应该是第一阶段和第二阶段之和;C，设备应该是在进入急剧磨损阶段前，就要进行修理，以免使设备遭到破坏。

2.(多选题)(2005)下列各项中，( )是评价材料静强度的重要指标。

A.比例极限 B.弹性极限 C.屈服极限 D.强度极限 E.断裂极限

答案：CD

3.(综合题)对起重机进行评估时，一般需要对起重机的主要部件进行检查，以确定其损伤情况;并根据所了解到的技术参数做必要的分析计算。评估师评估一台普通桥式起重机，通过查阅起重机的技术档案及现场调查，了解到：

(1)该起重机的设计总工作循环次数为5×10 5;设计工作载荷有两种：载荷P1等于最大工作载荷，作用次数占总工作循环的1/3，载荷P2为最大工作载荷的50%，作用次数占总工作循环次数的2/3。 从有关的技术资料可以得到对应P1的疲劳破坏循环次数是2.5×105。

(2)该起重机已使用20年，前10年按原设计工况使用，每年的工作循环数为12 500次。之后只起升P2载荷，平均每年的工作循环数为20 000次。

问题：

1.一般桥式起重机桥架的主要损伤形式是什么?判断桥架是否需要修理的标准是什么?评估师要了解该起重机的磨损情况，应该对哪些部件进行检查?

2.该起重机对应P2的疲劳破坏循环次数是多少?目前的疲劳损伤率是多少?按目前的工况，该起重机的剩余寿命是多少年?

答案：

1、这个第一问，是第十章要解决的问题。

2、已知对应载荷P l的疲劳寿命Nl=2.5×105，在载荷Pl的作用次数占总循环次数的l/3，载荷P2的作用次数占总循环次数的2/3的情况下，疲劳寿命为5×105，根据迈因纳定理可以确定对应载荷P2的疲劳寿命。

可以得到：N 2=10⁶ (2分)

在起重机20年的使用寿命中，前10年每年的工作循环次数为12 500次，P l载荷的工作循环次数占总循环次数的l/3，P2载荷的工作循环次数占总循环次数的2/3;后l0年全部循环载荷为P2载荷，每年的循环次数为20 000次。则

P1载荷的工作循环次数=12 500(次/年)×10年× =41 666.67次 (1.5分)

P2载荷的工作循环次数=12 500(次/年)×l0年× +20000(次/年)×10年

=283 333.33次 (2分)

计算总损伤率：

=0.45 (2分)

剩余使用次数=(1-45%)×10 6=550 000次

按目前工况的剩余使用年限=550 000/20 000=27.5年 (2分)

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