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2013注評(píng)《機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)》預(yù)習(xí):損傷零件壽命估算

2013/01/11  來源: 正保會(huì)計(jì)網(wǎng)校  字體:  打印

第六章 機(jī)器設(shè)備壽命估算

  知識(shí)點(diǎn)十、損傷零件壽命估算

  有些缺陷的存在,并不意味著設(shè)備已喪失其使用價(jià)值。一般來說,它還有一定的安全使用壽命。

  估算存在缺陷設(shè)備的剩余自然壽命,一般以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ),采用斷裂韌性試驗(yàn)和無損檢測技術(shù)手段進(jìn)行。

  一、疲勞斷裂的基本過程

  斷裂力學(xué)理論認(rèn)為:零件的缺陷在循環(huán)載荷的作用下會(huì)逐步擴(kuò)大,當(dāng)缺陷擴(kuò)大到臨界尺寸后將發(fā)生斷裂破壞。這個(gè)過程被稱為疲勞斷裂過程。

  疲勞斷裂過程大致可分為四個(gè)階段,即:

  1.成核(10-3mm~10-4mm,第一階段);

  2.微觀裂紋擴(kuò)展(10-2mm~10-1mm,第二階段);

  3.宏觀裂紋擴(kuò)展(1mm~臨界裂紋尺寸,第三階段)

  4.斷裂(第四階段)。

  其中,第一階段為裂紋萌生階段,第二、第三階段為裂紋的亞臨界擴(kuò)展階段。

  在考慮了材料性能參量對(duì)裂紋擴(kuò)展速度的影響后,帕利斯提出了以下裂紋擴(kuò)展速度的半經(jīng)驗(yàn)公式:

  

  △K表示拉應(yīng)力和裂紋尺寸對(duì)裂紋尖端附近應(yīng)力的影響,稱之為應(yīng)力強(qiáng)度因子。

  它的大小和應(yīng)力α成正比,和裂紋長度σ的平方根成正比。

  二、損傷零件疲勞壽命估算

  三、影響裂紋擴(kuò)展的其他因素

  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(duì)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(duì)裂紋擴(kuò)展速度影響比較大。

  2.加載頻率的影響。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(duì)深埋裂紋,當(dāng)溫度低于蠕變溫度時(shí),溫度對(duì)裂紋擴(kuò)展速度無明顯影響;對(duì)表面裂紋,高溫對(duì)裂紋擴(kuò)展速度影響比較大。

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