機器設備壽命估算
一、單項選擇題
1．設備的正常磨損壽命應該是（ ）。
A．初期磨損階段與正常磨損階段之和
B．正常磨損階段與急劇磨損階段之和
C．初期磨損階段與急劇磨損階段之和
D．初期、正常、急劇磨損階段之和
2．某起重機卷筒原始壁厚為20mm，使用2年后測得壁厚為18.5mm，其磨損強度為（ ）毫米/年。
A． 3.00
B． 1.50
C． 0.75
D． 0.375
3．試件在交變應力作用下，能夠承受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞的應力稱之為（ ）。
A．強度極限 B．斷裂極限
C．疲勞極限 D．屈服極限
4．按照疲勞損傷為線性關系的理論，當損傷率N達到（ ）時，發(fā)生疲勞破壞。
A．100 B．1
C．90 D．80 %
5．按照疲勞損傷為線性關系的理論，若設備已使用400天而積累損傷率為0．25，則剩余壽命應等于（ ）天。
A．100 B．1200
C．900 D．1600
二、多項選擇題
1．零部件或機器設備自然壽命主要受（ ）的影響。
A．技術落后 B．蠕變
C．嚴重磨損 D．塑性變形
E．腐蝕
2．零部件的疲勞極限除了和材料有關以外，還受到（ ）的影響。
A．零件尺寸 B．應力幅
C．表面狀態(tài) D．應力集中系數
E．平均應力
3．為了將材料疲的勞極限曲線簡化為ACB三點構成的折線，需用以下數據（ ）
A．σ-1 B．σS
C．σB D．σr
E．σ0
4．除了應力強度因子以外，還有（ ）等因素影響裂紋的擴展。
A．溫度 B．磨損
C．應力循環(huán)特征 D．環(huán)境介質
E．加載頻率
三、綜合分析題
1．某機器中使用的軸，其危險截面上承受的彎曲應力σmax = 80Mpa , 最小彎曲應力σmin = - 80Mpa , 該截面的尺寸系數 εσ = 0．84，表面質量系數 β= 0．93，有效應力集中系數 Kσ = 1．88 ，軸所使用的材料的彎曲疲勞極限σ-1 = 245 Mpa ，若規(guī)定安全系數 [ n ] = 2 ， 試校核計算該軸是否安全？
2．一機器承受三種交變載荷P1 > P2 > P3，所對應的應力幅分別為σ1、σ2、σ3，對應于上述應力的疲勞循環(huán)次數分別為102、104、106 。原設計中P1、P2、P3出現的頻率分別為20%、30%和50%。每年載荷循環(huán)總次數為2500次。
試計算：
該機器設計壽命為多少年？
該機器投入使用后，每年載荷循環(huán)總次數增加為2500次，P1、P2、P3出現的頻率分別為50%、30%和20%。問該機器總使用壽命為多少年？
參考答案
一、單項選擇題
1．A 2． C 3．C 4．B 5． B
二、多項選擇題
1． B、C、D、E 2． A、C、D
3． A、C、E 4． A、C、D、E
三、綜合分析題
1．答：
（ 1）∵ σmax = -σmin
∴ r = -1
即該軸承受對稱循環(huán)交變彎曲應力
（ 2）考慮尺寸系數、表面狀態(tài)系數以及應力集中系數后，在軸的危險截面上，
（ 3）該軸段的安全系數
結論：該軸不安全。
2．一機器承受三種交變載荷P1 > P2 > P3，所對應的應力幅分別為σ1、σ2、σ3，對應于上述應力的疲勞循環(huán)次數分別為104、106、108 。原設計中P1、P2、P3出現的頻率分別為20%、30%和50%。每年載荷循環(huán)總次數為2000次。
試計算：
該機器設計壽命為多少年？
該機器投入使用后，每年載荷循環(huán)總次數增加為3000次，P1、P2、P3出現的頻率分別為50%、30%和20%。問該機器總使用壽命為多少年？
答：
該機器設計壽命（循環(huán)次數）為
設計壽命（年數）為
工作條件改變后實際壽命（循環(huán)次數）為
實際壽命（年數）為
一、單項選擇題
1．設備的正常磨損壽命應該是（ ）。
A．初期磨損階段與正常磨損階段之和
B．正常磨損階段與急劇磨損階段之和
C．初期磨損階段與急劇磨損階段之和
D．初期、正常、急劇磨損階段之和
2．某起重機卷筒原始壁厚為20mm，使用2年后測得壁厚為18.5mm，其磨損強度為（ ）毫米/年。
A． 3.00
B． 1.50
C． 0.75
D． 0.375
3．試件在交變應力作用下，能夠承受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生破壞的應力稱之為（ ）。
A．強度極限 B．斷裂極限
C．疲勞極限 D．屈服極限
4．按照疲勞損傷為線性關系的理論，當損傷率N達到（ ）時，發(fā)生疲勞破壞。
A．100 B．1
C．90 D．80 %
5．按照疲勞損傷為線性關系的理論，若設備已使用400天而積累損傷率為0．25，則剩余壽命應等于（ ）天。
A．100 B．1200
C．900 D．1600
二、多項選擇題
1．零部件或機器設備自然壽命主要受（ ）的影響。
A．技術落后 B．蠕變
C．嚴重磨損 D．塑性變形
E．腐蝕
2．零部件的疲勞極限除了和材料有關以外，還受到（ ）的影響。
A．零件尺寸 B．應力幅
C．表面狀態(tài) D．應力集中系數
E．平均應力
3．為了將材料疲的勞極限曲線簡化為ACB三點構成的折線，需用以下數據（ ）
A．σ-1 B．σS
C．σB D．σr
E．σ0
4．除了應力強度因子以外，還有（ ）等因素影響裂紋的擴展。
A．溫度 B．磨損
C．應力循環(huán)特征 D．環(huán)境介質
E．加載頻率
三、綜合分析題
1．某機器中使用的軸，其危險截面上承受的彎曲應力σmax = 80Mpa , 最小彎曲應力σmin = - 80Mpa , 該截面的尺寸系數 εσ = 0．84，表面質量系數 β= 0．93，有效應力集中系數 Kσ = 1．88 ，軸所使用的材料的彎曲疲勞極限σ-1 = 245 Mpa ，若規(guī)定安全系數 [ n ] = 2 ， 試校核計算該軸是否安全？
2．一機器承受三種交變載荷P1 > P2 > P3，所對應的應力幅分別為σ1、σ2、σ3，對應于上述應力的疲勞循環(huán)次數分別為102、104、106 。原設計中P1、P2、P3出現的頻率分別為20%、30%和50%。每年載荷循環(huán)總次數為2500次。
試計算：
該機器設計壽命為多少年？
該機器投入使用后，每年載荷循環(huán)總次數增加為2500次，P1、P2、P3出現的頻率分別為50%、30%和20%。問該機器總使用壽命為多少年？
參考答案
一、單項選擇題
1．A 2． C 3．C 4．B 5． B
二、多項選擇題
1． B、C、D、E 2． A、C、D
3． A、C、E 4． A、C、D、E
三、綜合分析題
1．答：
（ 1）∵ σmax = -σmin
∴ r = -1
即該軸承受對稱循環(huán)交變彎曲應力
（ 2）考慮尺寸系數、表面狀態(tài)系數以及應力集中系數后，在軸的危險截面上，
（ 3）該軸段的安全系數
結論：該軸不安全。
2．一機器承受三種交變載荷P1 > P2 > P3，所對應的應力幅分別為σ1、σ2、σ3，對應于上述應力的疲勞循環(huán)次數分別為104、106、108 。原設計中P1、P2、P3出現的頻率分別為20%、30%和50%。每年載荷循環(huán)總次數為2000次。
試計算：
該機器設計壽命為多少年？
該機器投入使用后，每年載荷循環(huán)總次數增加為3000次，P1、P2、P3出現的頻率分別為50%、30%和20%。問該機器總使用壽命為多少年？
答：
該機器設計壽命（循環(huán)次數）為
設計壽命（年數）為
工作條件改變后實際壽命（循環(huán)次數）為
實際壽命（年數）為