第六章

機(jī)器設(shè)備壽命估算

一、單項(xiàng)選擇題

1、設(shè)備從開始使用直到由于有形磨損等原因造成不能繼續(xù)使用為止所經(jīng)歷的整個(gè)時(shí)間稱為（）。

A、自然壽命

B、經(jīng)濟(jì)壽命

C、技術(shù)壽命

D、周期壽命

2、經(jīng)濟(jì)壽命是指設(shè)備從投入使用到因繼續(xù)使用不經(jīng)濟(jì)而退出使用所經(jīng)歷的時(shí)間，下列關(guān)于經(jīng)濟(jì)壽命的說法中，正確的是（）。

A、所有的有形磨損和無形磨損對經(jīng)濟(jì)壽命都產(chǎn)生影響

B、第Ⅰ種無形磨損不會對設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命產(chǎn)生影響

C、僅僅第Ⅱ種無形磨損不會對設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命產(chǎn)生影響

D、僅僅有形磨損對設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命產(chǎn)生影響

3、下列關(guān)于設(shè)備磨損的說法中，正確的是（）。

A、設(shè)備在使用初期，零部件表面的粗糙度比較小，隨著在使用過程中逐漸磨損而增大

B、設(shè)備的正常磨損壽命是指正常磨損階段的磨損壽命，即第ll階段的磨損壽命

C、設(shè)備在進(jìn)入急劇磨損階段后，應(yīng)開始考慮安排修理

D、磨損強(qiáng)度決定磨損速度，磨損強(qiáng)度大，磨損速度也快

4、在（）階段設(shè)備磨損加劇，磨損量急劇上升，造成機(jī)器設(shè)備的精度、技術(shù)性能和生產(chǎn)效率明顯下降。

A、初期磨損

B、正常磨損

C、急劇磨損

D、疲勞磨損

5、某軸類零件原始直徑120mm，允許最大磨損量4mm，目前該軸已經(jīng)使用了2年，測得軸的直徑為118mm，由此可知：該軸的磨損強(qiáng)度為（）mm/年。

A、1

B、0.5

C、2

D、0.256、以下說法中正確的是（）。

A、磨損強(qiáng)度是實(shí)際磨損量與極限磨損量之比

B、磨損壽命等于初期、正常磨損階段之和

C、磨損率是極限磨損量與實(shí)際磨損量之比

D、在整個(gè)磨損過程中，磨損量與時(shí)間成直線關(guān)系

7、已知磨損強(qiáng)度為0.5mm/年，且設(shè)備運(yùn)行5年后，磨損率為1/3，則該設(shè)備的剩余壽命為（）年，極限磨損量為（）mm。

A、15、7.5

B、10、7.5

C、10、5

D、15、58、某軸類零件原始直徑120mm，允許最大磨損量4mm，目前該軸已經(jīng)使用了2年，測得軸的直徑為119mm，由此可知：該軸的剩余壽命為（）年。

A、2

B、4

C、6

D、89、（）是機(jī)械零件材料內(nèi)部任一點(diǎn)因外力作用引起的形狀和尺寸的相對改變。

A、應(yīng)力

B、強(qiáng)度

C、壓力

D、應(yīng)變

10、許用應(yīng)力是機(jī)械設(shè)計(jì)中允許零件或構(gòu)件承受的最大應(yīng)力值，如果零件或構(gòu)件的工作應(yīng)力不超過許用應(yīng)力，那么這個(gè)零件或構(gòu)件在工作中是安全的，許用應(yīng)力等于考慮各種影響因素后經(jīng)適當(dāng)修正的材料失效應(yīng)力除以安全系數(shù)，在靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，脆性材料的失效應(yīng)力以（）表示。

A、彈性極限

B、屈服極限

C、強(qiáng)度極限

D、疲勞極限

11、屈服階段的最小負(fù)荷是屈服點(diǎn)的負(fù)荷與之對應(yīng)的應(yīng)力稱為（）。

A、屈服極限

B、比例極限

C、斷裂極限

D、強(qiáng)度極限

12、在疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，已知某構(gòu)件的疲勞極限為300MPa，若安全系數(shù)取1.5，如此可知該構(gòu)件在（）的工作應(yīng)力使用是安全的。

A、小于或等于300MPa

B、大于或等于300MPa

C、大于或等于200MPa

D、小于或等于200MPa13、在疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，許用應(yīng)力的失效應(yīng)力用（）表示。

A、彈性極限

B、屈服極限

C、強(qiáng)度極限

D、疲勞極限

14、下列關(guān)于疲勞壽命理論的表述中，正確的是（）。

A、交變應(yīng)力的最大應(yīng)力大于疲勞極限時(shí)，所進(jìn)行的疲勞強(qiáng)度計(jì)算稱為有限壽命計(jì)算

B、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于循環(huán)基數(shù)的稱為低周疲勞

C、條件疲勞極限小于疲勞極限

D、有限壽命疲勞極限小于疲勞極限

15、以下說法中，正確的是（）。

A、材料一定，則疲勞極限一定

B、r＝0時(shí)，材料的疲勞極限等于該材料的強(qiáng)度極限

C、其他條件相同時(shí)，r＝－1，材料的疲勞極限最小

D、條件疲勞極限與疲勞壽命成反比

16、交變應(yīng)力的循環(huán)特性r等于最大應(yīng)力與最小應(yīng)力的比值，若r＝1，則表示材料所受應(yīng)力為（）。

A、靜應(yīng)力

B、對稱循環(huán)應(yīng)力

C、脈動循環(huán)應(yīng)力

D、不對稱循環(huán)應(yīng)力

17、交變應(yīng)力的循環(huán)特征r＝最小應(yīng)力/最大應(yīng)力，若r＝0，稱為（）。

A、靜應(yīng)力

B、對稱循環(huán)應(yīng)力

C、脈動循環(huán)應(yīng)力

D、不對稱循環(huán)應(yīng)力

18、材料一定，其他條件不變的情況下，零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)從3減小為1.5時(shí)，則該零件的疲勞極限（）。

A、減小1倍

B、增大1倍

C、增大2倍

D、不變

19、疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件的應(yīng)力（）疲勞極限時(shí)，每一次載荷循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的。

A、高于

B、低于

C、等于

D、不高于

20、下列關(guān)于疲勞壽命理論的表述中，正確的是（）。

A、交變應(yīng)力的最大應(yīng)力大于疲勞極限時(shí)，所進(jìn)行的疲勞強(qiáng)度計(jì)算稱為有限壽命計(jì)算

B、條件疲勞極限小于疲勞極限

C、疲勞極限大于有限壽命疲勞極限

D、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于循環(huán)基數(shù)的稱為低周疲勞

21、疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件的應(yīng)力低于（）時(shí)，應(yīng)力循環(huán)不會對零件造成損傷。

A、強(qiáng)度極限

B、屈服極限

C、彈性極限

D、疲勞極限

22、若已知n

=

4，當(dāng)與裂紋平面垂直的應(yīng)力從300

Mpa

時(shí)，相應(yīng)的壽命為15000次。根據(jù)Paris

定理，在其他條件不變的情況下，當(dāng)與裂紋平面垂直的應(yīng)力增加到450

Mpa

時(shí)，相應(yīng)的壽命是（）次。

A、2963

B、75938

C、22500

D、1000023、下列論述中，正確的是（）。

A、在評估中如遇到在役設(shè)備的零件帶有裂紋，則可判斷此設(shè)備已喪失使用價(jià)值

B、機(jī)器零件的疲勞斷裂過程，大致可分為微觀裂紋擴(kuò)展、宏觀裂紋擴(kuò)展、急劇裂紋擴(kuò)展及斷裂四個(gè)階段

C、影響裂紋擴(kuò)展的主要參數(shù)是應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度ΔK

D、在應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度較低時(shí)，加載頻率對裂紋的疲勞擴(kuò)展速度影響較大

二、多項(xiàng)選擇題

1、引起設(shè)備有形磨損的原因有（）。

A、沖擊

B、霉變

C、蠕變

D、新技術(shù)出現(xiàn)

E、腐蝕

2、第Ⅱ種無形磨損會影響（）。

A、技術(shù)壽命

B、自然壽命

C、經(jīng)濟(jì)壽命

D、疲勞壽命

E、理論壽命

3、第Ⅱ種無形磨損會影響（）。

A、自然壽命

B、技術(shù)壽命

C、理論壽命

D、物理壽命

E、經(jīng)濟(jì)壽命

4、典型的磨損過程包括（）。

A、理論磨損階段

B、初期磨損階段

C、正常磨損階段

D、急劇磨損階段

E、實(shí)際磨損階段

5、以下說法中正確的有（）。

A、磨損強(qiáng)度是實(shí)際磨損量與極限磨損量之比

B、磨損壽命等于初期和正常磨損階段之和

C、磨損率是實(shí)際磨損量與極限磨損量之比

D、在整個(gè)磨損過程中，磨損量與時(shí)間成直線關(guān)系

E、磨損壽命等于最大允許磨損量與磨損強(qiáng)度之比

6、低碳鋼試棒在受軸向靜拉力作用下，達(dá)到（）。

A、斷裂極限

B、強(qiáng)度極限

C、屈服極限

D、彈性極限

E、比例極限

7、下列關(guān)于許用應(yīng)力的說法中，正確的是（）。

A、許用應(yīng)力是機(jī)械設(shè)計(jì)中允許零件或構(gòu)件承受的最大應(yīng)力值

B、零件或構(gòu)件中的工作應(yīng)力如果不超過許用應(yīng)力，這個(gè)零件或構(gòu)件在工作中是安全的，否則就是不安全的C、許用應(yīng)力一般是由設(shè)計(jì)部門根據(jù)安全性和經(jīng)濟(jì)性的原則，按材料的強(qiáng)度、載荷、環(huán)境情況、加工質(zhì)量、計(jì)算精度和零件或構(gòu)件的重要性等加以規(guī)定

D、許用應(yīng)力等于考慮各種影響因素后經(jīng)適當(dāng)修正的材料強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)

E、脆性材料以強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)作為許用應(yīng)力

8、S—N曲線是由疲勞實(shí)驗(yàn)獲得的，在疲勞實(shí)驗(yàn)中所使用的試件與實(shí)際零件有差異，所以在使用時(shí)應(yīng)該引入（）。

A、表面狀態(tài)系數(shù)

B、安全系數(shù)

C、尺寸系數(shù)

D、應(yīng)力集中系數(shù)

E、材料系數(shù)

9、下列關(guān)于疲勞壽命的說法中，正確的有（）。

A、零件的疲勞壽命與零件的應(yīng)力和應(yīng)變水平有關(guān)，應(yīng)力—壽命曲線和應(yīng)變—壽命曲線統(tǒng)稱為S—N曲線

B、大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的疲勞極限比靜強(qiáng)度極限高得多

C、循環(huán)基數(shù)用N0表示，當(dāng)N≥N0為無限壽命區(qū)

D、在有限壽命區(qū)內(nèi)，與給定循環(huán)N相對應(yīng)的應(yīng)力為條件疲勞極限

E、給定循環(huán)N低于105～106時(shí)，對應(yīng)的有限壽命區(qū)為低周疲勞區(qū)

10、為了將材料疲勞極限曲線簡化為AB直線，需用以下數(shù)據(jù)（）。

A、σ-1

B、σS

C、σB

D、σr

E、σ011、在疲勞壽命曲線中，以下說法中，正確的是（）。

A、A

點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于對稱循環(huán)條件下的材料的疲勞極限

B、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)等于材料的強(qiáng)度極限

C、曲線上各點(diǎn)疲勞壽命相等

D、C點(diǎn)的橫坐標(biāo)等于r=0時(shí)材料的疲勞極限

E、C點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于r=0時(shí)材料的疲勞極限

12、材料疲勞極限可以用（）等方法獲得。

A、查手冊

B、用零件的疲勞極限并考慮安全系數(shù)確定

C、用材料的疲勞極限和斷裂極限計(jì)算

D、用材料的屈服極限和強(qiáng)度極限計(jì)算

E、用材料的強(qiáng)度極限和斷裂極限計(jì)算

13、下列關(guān)于疲勞損傷積累理論的說法中，正確的是（）。

A、疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次載荷循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的B、邁因納定理認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷都是相互獨(dú)立的，總損傷是每一次疲勞損傷的累加

C、非線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷形成的損傷與已經(jīng)發(fā)生的載荷大小及次數(shù)無關(guān)

D、邁因納定理中，ni/Ni為材料受到應(yīng)力σi的損傷率

E、根據(jù)邁因納定理，發(fā)生疲勞破壞的條件為∑ni/Ni

=114、下列有關(guān)裂紋擴(kuò)展的影響因素的表述中，正確的有（）。

A、應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度是影響裂紋擴(kuò)展的主要參數(shù)

B、一般在強(qiáng)度因子較低時(shí)，加載頻率對裂紋的疲勞擴(kuò)展速度影響很小

C、裂紋擴(kuò)展速度與加載頻率成反比關(guān)系

D、對深埋裂紋，當(dāng)溫度低于蠕變溫度時(shí)，溫度對裂紋擴(kuò)展速度無明顯影響

E、對表面裂紋，高溫對裂紋擴(kuò)展速度影響較大，溫度越高裂紋擴(kuò)展速度越慢

15、存在表面裂紋的金屬零件，在循環(huán)載荷作用下，裂紋擴(kuò)展速度與加載頻率的關(guān)系為（）。

A、強(qiáng)度因子ΔK較低時(shí)，加載頻率對裂紋擴(kuò)展速度影響較大

B、在強(qiáng)度因子ΔK較低時(shí)，加載頻率對裂紋擴(kuò)展速度影響較小

C、加載頻率越高，裂紋擴(kuò)展速度越快

D、加載頻率越高，裂紋擴(kuò)展速度越慢

E、加載頻率與裂紋擴(kuò)展速度無關(guān)

三、簡答題

1、什么是自然壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命？

2、某大型設(shè)備軸承鍍層原始壁厚1.2mm，在使用5年后，壁厚磨損至0.9mm，已知該鍍層的最大磨損允許極限是原始厚度的60%，試估算該軸承鍍層的磨損強(qiáng)度和磨損率。

3、已知當(dāng)前間隙配合的軸和孔的尺寸分別是：軸為Φ99.980mm，孔為Φ100.020mm，若軸的磨損強(qiáng)度為0.03mm/年，而孔的磨損強(qiáng)度為0.05mm/年，如果使用要求軸和孔之間的間隙不得超過0.2mm，試求這對軸和孔還能使用多長時(shí)間？

4、某零件設(shè)計(jì)使用壽命10年，設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩種交變載荷P1和P2，對應(yīng)的疲勞極限分別為103和105，P1出現(xiàn)的頻度為30%，P2出現(xiàn)的頻度為70%。而實(shí)際使用時(shí)，P1出現(xiàn)的頻度為70%，P2出現(xiàn)的頻度為30%。若每天總使用次數(shù)不變，估計(jì)零件的實(shí)際使用壽命為多少年？

5、已知起重機(jī)的設(shè)計(jì)總工作循環(huán)次數(shù)為5×105；設(shè)計(jì)工作載荷有兩種：載荷Pl等于最大工作載荷，作用次數(shù)占總工作循環(huán)的1/3，載荷P2為最大工作載荷的50%，作用次數(shù)占總工作循環(huán)的2/3。從有關(guān)的技術(shù)資料可以得到對應(yīng)Pl的疲勞破壞循環(huán)次數(shù)是2.5×105。該起重機(jī)已使用20年，前10年按原設(shè)計(jì)工況使用，每年的工作循環(huán)數(shù)為12

500次。之后只起升P2載荷，平均每年的工作循環(huán)數(shù)為20

000次。

試問：

(1)該起重機(jī)對應(yīng)P2的疲勞破壞循環(huán)次數(shù)是多少?

(2)目前的疲勞損傷率是多少?

(3)按目前的工況，該起重機(jī)的剩余疲勞壽命是多少年?

6、某高強(qiáng)度鋼，材料的屈服極限為400MPa，強(qiáng)度極限為500MPa，斷裂極限為480MPa，比例極限為320MPa，設(shè)計(jì)安全系數(shù)為5，若用此材質(zhì)的圓鋼承受Q＝6.5×104N的拉伸載荷，試問圓鋼的直徑至少要多少才能滿足使用要求。

7、某金屬結(jié)構(gòu)梁，受對稱循環(huán)載荷作用，其危險(xiǎn)斷面的載荷譜簡化為二級，各級交變正應(yīng)力及循環(huán)次數(shù)n1如下表所示。

應(yīng)力σi

（MPa）

循環(huán)次數(shù)ni

280

260

200

5000

已知上述材料的循環(huán)基數(shù)為107次，疲勞極限為σ-1＝100MPa，材料常數(shù)m＝9。設(shè)若再以對稱循環(huán)σ3＝160MPa的應(yīng)力作用，試根據(jù)邁因納定理確定其使用壽命（次）。

答案部分

一、單項(xiàng)選擇題

1、【正確答案】

A

【答案解析】

參見教材P375。

【該題針對“機(jī)器設(shè)備壽命概述”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547118】

2、【正確答案】

A

【答案解析】

經(jīng)濟(jì)壽命受有形磨損和無形磨損的共同影響。參見教材P376。

【該題針對“機(jī)器設(shè)備壽命概述”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547120】

3、【正確答案】

D

【答案解析】

參見教材P376～377。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547123】

4、【正確答案】

C

【答案解析】

參見教材P378。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547125】

5、【正確答案】

A

【答案解析】

磨損強(qiáng)度＝實(shí)際磨損量/實(shí)際磨損時(shí)間＝（120－118）/2＝1mm/年。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547127】

6、【正確答案】

B

【答案解析】

參見教材P379～380。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547129】

7、【正確答案】

B

【答案解析】

該設(shè)備總壽命為5/（1/3）＝15（年），剩余壽命為15－5＝10（年）。極限磨損量＝15×0.5＝7.5（mm）。參見教材P380。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547131】

8、【正確答案】

C

【答案解析】

磨損強(qiáng)度＝磨損量/磨損時(shí)間＝（120－119）/2＝0.5mm/年；總壽命＝極限磨損量/磨損強(qiáng)度＝4/0.5＝8年，剩余壽命＝8－2＝6年。

參見教材P380。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547133】

9、【正確答案】

D

【答案解析】

參見教材P382。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547135】

10、【正確答案】

C

【答案解析】

靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，脆性材料的失效應(yīng)力用強(qiáng)度極限表示，塑性材料用屈服極限表示。參見教材P383。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547137】

11、【正確答案】

A

【答案解析】

參見教材P383。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547139】

12、【正確答案】

D

【答案解析】

最大許用應(yīng)力＝疲勞極限/安全系數(shù)＝300÷1.5＝200MPa。參見教材P384。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547141】

13、【正確答案】

D

【答案解析】

參見教材P385。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547143】

14、【正確答案】

A

【答案解析】

參見教材P386。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547145】

15、【正確答案】

C

【答案解析】

疲勞極限不僅與材料有關(guān)，還與分析對象的應(yīng)力集中、尺寸和表面狀態(tài)有關(guān)；當(dāng)r＝1時(shí)，即承受靜應(yīng)力的時(shí)候，材料的疲勞極限等于該材料的強(qiáng)度極限；條件疲勞極限與疲勞壽命成反向變動關(guān)系，但不成比例。參見教材P387。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547147】

16、【正確答案】

A

【答案解析】

當(dāng)循環(huán)特征r＝－1時(shí)，表明材料所受的應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力；r＝0表示材料所受的應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力。參見教材P387。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547150】

17、【正確答案】

C

【答案解析】

參見教材P388。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547152】

18、【正確答案】

B

【答案解析】

參見教材見P388表6-1公式。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547154】

19、【正確答案】

A

【答案解析】

疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件所受的應(yīng)力高于疲勞極限時(shí)，每一次應(yīng)力循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，這種損傷是可以積累的；當(dāng)損傷積累到臨界值時(shí)，零件將發(fā)生疲勞破壞。參見教材P390。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547157】

20、【正確答案】

A

【答案解析】

參見教材P390。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547159】

21、【正確答案】

D

【答案解析】

參見教材P390。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547160】

22、【正確答案】

A

【答案解析】

根據(jù)Paris

定理，在其他條件不變的情況下，當(dāng)與裂紋平面垂直的應(yīng)力增加到450

Mpa

時(shí)，相應(yīng)的壽命是2963次。參見教材P395。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547163】

23、【正確答案】

C

【答案解析】

A這些缺陷的存在，并不意味著設(shè)備已喪失其使用中的價(jià)值。B疲勞斷裂過程分為成核、微觀裂紋擴(kuò)展、宏觀裂紋擴(kuò)展及斷裂四個(gè)階段。D在應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度較低時(shí)，加載頻率對裂紋的疲勞擴(kuò)展速度影響很小。參見教材P394～397。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547166】

二、多項(xiàng)選擇題

1、【正確答案】

ABCE

【答案解析】

參見教材P375。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547169】

2、【正確答案】

AC

【答案解析】

參見教材P376。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547171】

3、【正確答案】

BE

【答案解析】

參見教材P376。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547173】

4、【正確答案】

BCD

【答案解析】

參見教材P377。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547175】

5、【正確答案】

BCE

【答案解析】

磨損強(qiáng)度為單位時(shí)間磨損的厚度，磨損強(qiáng)度越大，表明材料耐磨性越差，所以選項(xiàng)A不正確；設(shè)備的正常壽命T是第Ⅰ階段和第Ⅱ階段時(shí)間之和，所以選項(xiàng)B正確；磨損率是指實(shí)際磨損量和極限磨損量之比，所以選項(xiàng)C正確；在磨損過程中，第二階段是磨損量與時(shí)間成直線關(guān)系，其他兩個(gè)階段并不是直線關(guān)系，所以選項(xiàng)D不正確；因?yàn)槟p強(qiáng)度＝磨損量/對應(yīng)的時(shí)間，所以磨損壽命等于最大允許磨損量與磨損強(qiáng)度之比，選項(xiàng)D正確。參見教材P379。

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547177】

6、【正確答案】

BC

【答案解析】

參見教材P382-383。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547179】

7、【正確答案】

ABE

【答案解析】

許用應(yīng)力一般是由國家有關(guān)部門根據(jù)安全性和經(jīng)濟(jì)性的原則，按材料的強(qiáng)度、載荷、環(huán)境情況、加工質(zhì)量、計(jì)算精度和零件或構(gòu)件的重要性等加以規(guī)定。許用應(yīng)力等于考慮各種影響因素后經(jīng)適當(dāng)修正的材料失效應(yīng)力除以安全系數(shù)。參見教材P383。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547182】

8、【正確答案】

ACD

【答案解析】

S—N曲線是由疲勞實(shí)驗(yàn)獲得的，在疲勞實(shí)驗(yàn)中所使用的試件與實(shí)際零件有差異,所以在使用時(shí)應(yīng)該引入表面狀態(tài)系數(shù)、尺寸系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)。參見教材P385。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547184】

9、【正確答案】

ACD

【答案解析】

大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的疲勞極限比靜強(qiáng)度極限低得多，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在有限壽命區(qū)內(nèi)，與給定循環(huán)N相對應(yīng)的應(yīng)力為有限壽命疲勞極限，又稱為條件疲勞極限，所以選項(xiàng)D正確；給定循環(huán)N低于104～105時(shí)，對應(yīng)的有限壽命區(qū)為低周疲勞區(qū)，所以選項(xiàng)E不正確。參見教材P385～386。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547187】

10、【正確答案】

AC

【答案解析】

參見教材P388圖6-4。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547191】

11、【正確答案】

ABC

【答案解析】

C點(diǎn)對應(yīng)的是r＝0時(shí)的材料的疲勞極限。

參見教材P388。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547195】

12、【正確答案】

AD

【答案解析】

參見教材P388。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547198】

13、【正確答案】

BDE

【答案解析】

選項(xiàng)A缺乏前提，應(yīng)該是：當(dāng)零件所受應(yīng)力高于疲勞極限時(shí)，每一次載荷循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的；非線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷形成的損傷與已經(jīng)發(fā)生的載荷大小及次數(shù)有關(guān)，所以選項(xiàng)C不正確。參見教材P

390。

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547201】

14、【正確答案】

ABCD

【答案解析】

應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度ΔK是影響裂紋擴(kuò)展的主要參數(shù)。除此之外，還有很多因素對裂紋的疲勞擴(kuò)展有影響，如應(yīng)力循環(huán)特征、加載頻率、溫度、環(huán)境介質(zhì)等。1.應(yīng)力循環(huán)特征的影響。它對裂紋擴(kuò)展速度影響比較大。2.加載頻率的影響。在強(qiáng)度因子較低時(shí)，加載頻率對疲勞擴(kuò)展速度影響較小；當(dāng)Δk值比較高時(shí)，裂紋擴(kuò)展速度和加載頻率成反比關(guān)系。3.溫度的影響。對深埋裂紋，當(dāng)溫度低于蠕變溫度時(shí)，溫度對裂紋擴(kuò)展速度無明顯影響；對表面裂紋，高溫對裂紋擴(kuò)展速度影響比較大。參見教材P397。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547205】

15、【正確答案】

BD

【答案解析】

參見教材397。

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547207】

三、簡答題

1、【正確答案】

自然壽命是指設(shè)備在規(guī)定的使用條件下，從投入使用到因物質(zhì)損耗而報(bào)廢所經(jīng)歷的時(shí)間。技術(shù)壽命是指設(shè)備從投入使用到因技術(shù)落后而被淘汰所經(jīng)歷的時(shí)間。經(jīng)濟(jì)壽命是指設(shè)備從投入使用到因繼續(xù)使用不經(jīng)濟(jì)而推出使用所經(jīng)歷的時(shí)間。

【答案解析】

【該題針對“機(jī)器設(shè)備壽命概述”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547208】

2、【正確答案】

磨損強(qiáng)度tgα=Δs/Δt=（1.2-0.9）/5=0.06

磨損率=Δs/Δsmax=（1.2-0.9）/（1.2×60%）=52.08%

【答案解析】

【該題針對“磨損壽命”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547209】

3、【正確答案】

（1）軸孔的最大極限磨損量＝0.2mm

（2）實(shí)際磨損量＝100.02－99.98=0.04

（3）軸孔的綜合磨損強(qiáng)度＝0.03＋0.05＝0.08mm/年

（4）軸孔配合的剩余壽命＝（0.2－0.04）/0.08＝2年

因此：這對軸和孔還能配合使用2年。

【答案解析】

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547213】

4、【正確答案】

根據(jù)公式6-11

【答案解析】

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547215】

5、【正確答案】

(1)已知對應(yīng)載荷Pl的疲勞壽命Nl=2.5×105，在載荷Pl的作用次數(shù)占總循環(huán)次數(shù)的l/3，載荷P2的作用次數(shù)占總循環(huán)次數(shù)的2/3的情況下，疲勞壽命為5×105，根據(jù)邁因納定理可以確定對應(yīng)載荷P2的疲勞壽命。

邁因納定理：

已知：

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式：

可以得到：N2=106

(2)在起重機(jī)20年的使用壽命中，前10年每年的工作循環(huán)次數(shù)為12

500次，Pl載荷的工作循環(huán)次數(shù)占總循環(huán)次數(shù)的l/3，P2載荷的工作循環(huán)次數(shù)占總循環(huán)次數(shù)的2/3；后l0年全部循環(huán)載荷為P2載荷，每年的循環(huán)次數(shù)為20

000次。則

Pl載荷的工作循環(huán)次數(shù)=12

500(次/年)×10(年)×1/3

=41

666.67(次)

P2載荷的工作循環(huán)次數(shù)=12

500(次/年)×l0(年)×2/3

+20000(次/年)×10(年)

=283333.33(次)

計(jì)算總損傷率：

=0.45

(3)剩余使用次數(shù)=(1－45%)×106=550

000(次)

按目前工況的剩余使用年限=550

000/20

000=27.5(年)

【答案解析】

【該題針對“損傷零件壽命估算”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547229】

6、【正確答案】

高強(qiáng)度鋼的失效應(yīng)力是強(qiáng)度極限500MPa。

由此可知：圓鋼的直徑至少要大于29mm才能滿足使用要求。

【答案解析】

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547236】

7、【正確答案】

【答案解析】

【該題針對“疲勞壽命理論及應(yīng)用”知識點(diǎn)進(jìn)行考核】

【答疑編號10547249】