2013注評《機(jī)電設(shè)備評估基礎(chǔ)》預(yù)習(xí)：疲勞壽命理論的應(yīng)用

第六章　機(jī)器設(shè)備壽命估算

　　知識點(diǎn)九、疲勞壽命理論的應(yīng)用

　　機(jī)器設(shè)備主要失效形式是疲勞破壞。一般來講，設(shè)備的結(jié)構(gòu)壽命是決定整個設(shè)備自然使用壽命的基礎(chǔ)，如起重機(jī)報廢標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：主梁報廢即標(biāo)志著安全使用壽命的終結(jié)，可申請整車報廢。在機(jī)器設(shè)備評估中，疲勞壽命理論主要用于估算疲勞壽命和疲勞損傷。

　　1.對于重要設(shè)備的評估，我們必須根據(jù)設(shè)備所承受的實際載荷，使用疲勞壽命理論對設(shè)備的實際疲勞損傷程度和剩余壽命進(jìn)行計算。其基本步驟如下：

　�。�1）統(tǒng)計計算危險斷面各種載荷所對應(yīng)的名義應(yīng)力σ_i及作用次數(shù)n_i；

　　（2）根據(jù)S-N曲線確定每一載荷所對應(yīng)的應(yīng)力水平σ_i下，達(dá)到疲勞破壞的循環(huán)次數(shù)N_i；

　�。�3）根據(jù)疲勞損傷積累理論計算每一應(yīng)力水平σ_i下的損傷率n_i/N_i；

　　（4）計算總損傷率

　　2.對于未進(jìn)行疲勞壽命計算的機(jī)器設(shè)備，疲勞壽命理論可以用來估算這些設(shè)備的剩余物理壽命，其基本步驟如下：

　�。�1）確定危險斷面。有限壽命計算需要先知道應(yīng)力值。計算時，首先分析承受載荷的情況，確定危險截面及其所承受應(yīng)力的變化規(guī)律，并對這個截面進(jìn)行疲勞壽命計算。如危險截面無法完全確定，則應(yīng)對幾個可能截面進(jìn)行計算分析。

　　（2）確定應(yīng)力。計算每一個載荷對應(yīng)的應(yīng)力值。

　　（3）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。統(tǒng)計每一個載荷所對應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。

　　（4）確定各系數(shù)�？紤]實際零件的形狀、尺寸及表面狀態(tài)，確定應(yīng)力集中系數(shù)K、尺寸系數(shù)ε、表面系數(shù)β及不對稱循環(huán)系數(shù)Ψ。

　�。�5）計算修正后的應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力集中系數(shù)K、尺寸系數(shù)ε和表面系數(shù)β計算修正后零件的疲勞極限。

　�。�6）計算疲勞損傷或疲勞壽命。查與σ_i對應(yīng)的N_i，并計算疲勞損傷或疲勞壽命。