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1、 CPV考试辅导机器设备寿命估算讲义（2）第阶段磨损方程。公式7-2 （3）简化的磨损方程。公式7-3 3、磨损寿命T = smax/ tg 材料的抗磨强度越大，tg越小，零件的工作时间越长。 4、磨损率 m=(s-s0)/(smax-s0) 要娴熟把握它们的计算公式，并能够娴熟应用。 （三）、 剩余磨损寿命的计算 （1）对新机器或零部件磨损寿命估算，首先要确定磨损强度tg和磨损极限smax。 总的磨损寿命：T=（smax-s0）/ tg=smax/ tg （2）对在用机器设备的磨损强度可依据历史数据估算，首先确定实际磨损量s、已运行时间t，得出tg=s/t，然后计算剩余磨损寿命Ts。 Ts=
2、（smaxs）/tg （3）例题1（新增） （4）例2：计算某起重机卷筒剩余磨损寿命和磨损率。已知：原始壁厚20mm，现在壁厚18.5mm，磨损允许极限是原筒壁厚度的20%，起重机已运行4年。 （1）确定极限磨损量smax： smax=20mm20%=4（mm） （2）该卷筒的实际磨损量s： s=20-18.5=1.5（mm） （3）计算磨损强度tg: tg=s/t=（20-18.5）/4=0.375（mm/年） （4）剩余磨损寿命Ts Ts=（smaxs）/tg=（4-1.5）/0.375=6.67(年) （5）磨损率m: m=s / smax=1.5/4=37.5% 三、疲惫寿命理论及应用
3、（把握疲惫损伤的作用机理、在机器设备技术鉴定中的应用及在简洁状况下的疲惫寿命的计算） （一）、 根本概念 把握应力、应变及材料强度的概念、定义。娴熟应用许用应力的计算公式。 例题3，新增 （二）、 疲惫及疲惫寿命 材料在疲惫破坏前所经受的应力循环称为疲惫寿命。在机械工程中最常见的疲惫是高周疲惫。 （三）、 疲惫寿命曲线 常规疲惫强度计算是以名义应力（不是应力集中部位的应力）为根底，以疲惫寿命曲线SN（包括N和N）为依据。 图7-3是一种构造钢依据试验得到的SN（N）曲线。 （1）曲线右局部，是一条水平线，即低到肯定程度，循环次数N可以无限，为无限寿命区。水平线起始点为M，对应的应力值称为疲惫极
4、限-1；对应于M的循环数，称循环基数N0，请留意：N0=107。 （2）曲线左局部，N N0是有限寿命区，受到肯定的工作应力，其疲惫寿命的循环次数为107的数值。和N的关系曲线表达式为： mN=C m、C是与材料有关的常数 在有限寿命区，给定循环数N相对应的应力为有限疲惫极限，又称条件疲惫极限。 （M点也是这条曲线的终点，M点上的（-1）和N（N0）也符合上面关系式） （四）、循环应力的特性 循环交变应力的变化是有不同的特点的，也就是说有循环应力的特性，=min/MAX。 当=-1（min=-MAX）对称循环应力。 =0（min=0）脉动循环应力。 =1（min=MAX）也就是静应力。 不同的
5、循环特性变化的交变应力，有不同的SN曲线、不同的疲惫极限，图7-4是不同循环特性的等寿命曲线：=-1纵坐标上A点、=1横坐标上B点、=0450斜线的C点的应力值就是它们的疲惫极限值。 （五）、 疲惫极限 疲惫寿命曲线是用试样通过试验做出来的，实际零件的疲惫极限与其是有差异的，要做必要的修正： （1）有效应力集中系数。 （2）尺寸系数。 （3）外表状态系数。 （4）不对称循环度系数。 例题5为新增。 （六）、 疲惫损伤积存理论 1、当零件所受的应力高于疲惫极，每一次载荷循环都对零件造成肯定量的损伤，并且这种损伤是可以积存的；当损伤积存到临界值时，零件将产生疲惫破坏。 2、线性疲惫损伤积存理论：每
6、一次循环载荷的疲惫损伤是相互独立的，总损伤是每一次疲惫损伤的线性累加。有代表性的理论是帕姆格伦-迈因纳定理。 3、迈因纳定理 在载荷谱中，各级应力幅：1、2i 循环数分别是：n1、n2ni 疲惫破坏的循环数：N1、N2Ni 按线性理论：比值（ni/ Ni）是材料受到i的损伤率，总损伤率达100%时，发生疲惫破坏，即。 令N疲惫寿命的循环次数，得疲惫损伤表达式： ni/ Ni=1 其中：（ni/ N）应力为i的循环次数在总循环数中占的比重，即频度（频繁程度）。 Ni是i单独作用下的疲惫寿命次数，按上面的N曲线求得。 4、例题6 留意结论：该零件在给定载荷谱作用下，可以承受6，238X103次循环
7、为新增 （七）、疲惫理论的应用 重点把握对已进展疲惫寿命设计的机器设备使用疲惫寿命理论对设备的实际疲惫损伤程度和剩余寿命进展计算的步骤以及书上的例题。把握对未进展疲惫寿命设计的机器设备用疲惫寿命理论估算设备的剩余物理寿命的程序（6步）。 四、损伤零件寿命估算（把握损伤零件的寿命估算） 估算存在缺陷设备的剩余自然寿命，一般以断裂力学理论为根底，采纳断裂韧性试验和无损检测技术手段进展。 1. 根本理论 断裂力学认为：零件的缺陷在循环载荷作用下会逐步扩大，到缺陷扩大到临界尺寸时将发生断裂破坏，这个过程称疲惫断裂过程。 疲惫断裂过程的四个阶段：成核微观裂纹扩展宏观裂纹扩展断裂。 把握paris定理的阅
8、历公式及各符号的意义 dN= da/A(K)n 2. 损伤零件疲惫寿命估算 把握剩余使用寿命的计算，书上例题。 3. 影响裂纹扩展的其他因素 应力强度因子幅度是影响裂纹扩展的主要参数。其他的参数如下： （1）应力循环特性。 （2）加载频率：应力强度因子幅度较高时，其影响增大。 （3）温度的影响：温度越高裂变扩展速度越快。 （4）环境介质的影响。 注：教材395页面公式的计算，需要用到高等数学中的微积分原理，计算过程如下 （amda= am1/（m1）；m1） 此题中 m= -2，a-2da= a-2+1/-2+1=-1/a，将 9.38和3代入得到a-2da= -1/9.38-（-1/3），再将计算的值乘以前面的常数就可以得到答案1494
