还剩11页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
第六章机器设备寿命估算
一、单项选择题
1、设备的自然寿命与( )无关A、摩擦损耗B、日照C、无形磨损D、腐蚀
2、设备从投入使用到因技术落后而被淘汰所经历的时间为( )A、自然寿命B、经济寿命C、技术寿命D、疲劳寿命
3、下列磨损中,( )会引起设备更新成本的降低A、第Ⅰ种有形磨损B、第Ⅰ种无形磨损C、第Ⅱ种有形磨损D、第Ⅱ种无形磨损
4、()是机器设备实体性损耗的主要形式之一A、腐蚀B、疲劳损伤C、氧化D、磨损
5、典型的磨损过程中,磨损量和时间之间基本上成直线关系的阶段是( )A、初期磨损阶段B、正常磨损阶段C、急剧磨损阶段D、全部磨损阶段
6、下列关于设备磨损的说法中,正确的是( )A、设备在使用初期,零部件表面的粗糙度比较小,在使用过程中随着磨损而逐渐增大B、设备的正常磨损寿命是指正常磨损阶段的磨损寿命,即第II阶段的磨损寿命C、设备在进入急剧磨损阶段后,应开始考虑安排修理D、材料的磨损强度数值越大,材料的耐磨性越差
7、设备的正常磨损寿命指()A、初期磨损阶段设备的磨损时间B、正常磨损阶段设备的磨损时间C、初期磨损阶段与正常磨损阶段的磨损时间之和D、设备整个磨损寿命期
8、已知磨损强度为1mm/年,且设备运行5年后,磨损率为1/4,则该设备的剩余寿命为( )年,极限磨损量为( )mm A、
20、10 B、
15、20 C、
20、20 D、
15、
109、某轴类零件原始直径120mm,允许最大磨损量4mm,目前该轴已经使用了2年,测得轴的直径为119mm,由此可知该轴的磨损率为( )A、1B、
0.5C、2D、
0.
2510、下列关于低碳钢试棒在受轴向静拉力时,轴向负荷与绝对轴向变形之间关系的说法中,正确的是()(10年考题)A、在负荷较小时材料发生弹性变形,当负荷增大到一定程度则会发生塑性变形,该负荷点所对应的应力为比例极限B、弹性极限为应力与应变保持线性关系的最大应力C、材料发生塑性变形后,当负荷继续增大到一定值,会出现在负荷不增加甚至减少的情况下,试样还继续伸长,出现这种现象叫屈服D、当负荷达到一定值时,试样发生断裂,这个负荷为极限负荷
11、应变指的是机械零件材料内部任一点因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变,如果当作用在材料上的外力卸除后,材料能够全部恢复到原来的状态的应变,称为( )A、弹性应变B、塑性应变C、线性应变D、物理应变
12、疲劳强度设计中,一般用( )进行疲劳强度的验算(2011年真题) A、屈服极限B、屈服极限除以安全系数得到的许用应力C、强度极限除以安全系数得到的许用应力 D、安全系数表示的强度判断
13、下列说法中,不正确的是( )A、在比例极限范围内,应力与应变成正比B、低碳钢材料在拉断前的最大应力称为断裂极限应力C、在比例极限范围内,变形为弹性变形D、高强度钢的许用应力等于材料的强度极限除以相应的安全系数
14、下列关于疲劳寿命曲线的说法中,错误的是( )A、应力一寿命曲线和应变一寿命曲线统称为S-N曲线B、S-N曲线是由疲劳试验获得的C、条件疲劳极限小于疲劳极限D、当N小于循环基数时,根据该区域的疲劳寿命曲线所做的疲劳强度计算称为有限寿命计算
15、对于大多数结构钢,其疲劳极限( )它的静强度极限A、略小于 B、远远小于 C、略大于 D、远远大于
16、试件在交变应力作用下,能够承受无限次应力循环而不发生破坏的最大应力称之为()A、强度极限B、断裂极限C、疲劳极限D、屈服极限
17、下列关于疲劳极限曲线(见图)的说法中,错误的是( )A、疲劳极限曲线上各点的疲劳寿命相等B、疲劳极限曲线与纵轴的交点A表示脉动循环的疲劳极限C、疲劳极限曲线与横轴的交点B表示应力幅接近于零点时的疲劳极限 D、在工程上,常将疲劳极限曲线简化为折线甚至直线,这种简化降低了计算精度,但更趋于安全
18、材料一定,其他条件不变的情况下,零件的有效应力集中系数从
1.2增加为
2.4,则该零件的疲劳极限( )A、增大1倍B、减小1倍C、增大2倍D、不变
19、在其它条件相同时,( )时的疲劳极限最大A、r=+1B、r=0C、r=
0.5D、r=-
120、下列说法中,与迈因纳定理的假设前提不相符的是( )(2011年真题)A、不论载荷大小,每一次载荷循环作用都会对零件产生损伤B、疲劳损伤是可以积累的C、每一次循环载荷形成的损伤与已发生的载荷大小及次数无关D、当疲劳损伤累积到临界值时,零件发生疲劳破坏
21、疲劳损伤积累理论认为,当零件的应力高于( )时,应力循环会对零件造成疲劳破坏A、强度极限B、屈服极限C、弹性极限D、疲劳极限
22、材料的疲劳极限,不仅和材料有关,还和( )有关A、应力幅B、应变C、循环特征D、平均应力
23、按照疲劳损伤为线性关系的理论,若设备已使用100天而积累损伤率为
0.2,则剩余寿命应等于( )天 A、200 B、400C、600 D、
80024、影响裂纹扩展的最主要参数是( )A、温度B、应力强度因子C、应力循环特征D、环境介质
二、多项选择题
1、零部件或机器设备自然寿命主要受( )的影响A、霉变B、蠕变C、技术落后D、疲劳损耗E、腐蚀
2、机器的寿命是指设备从开始使用到被淘汰的整个时间过程受有形磨损影响的寿命有( )A、物理寿命 B、使用寿命 C、经济寿命 D、技术寿命 E、自然寿命
3、经济寿命受到( )的影响A、有形磨损B、无形磨损C、疲劳D、变形E、损伤
4、机器设备的磨损可以导致( )A、零部件尺寸、形状变化B、表面质量变化C、精度下降D、寿命下降E、改善技术性能
5、关于设备磨损说法正确的是( )A、设备使用合理,同时加强维护可以延长设备正常使用阶段的期限B、进入急剧磨损阶段之后进行修理C、对设备要定期检查D、机器设备在正常磨损阶段与时间成正比E、机器设备在正常磨损阶段与加工数量成反比
6、以下说法中正确的是( )A、磨损强度是实际磨损量与极限磨损量之比B、正常磨损寿命等于正常磨损阶段寿命C、磨损率是实际磨损量与极限磨损量之比D、在正常磨损阶段中,磨损量与时间成直线关系E、磨损寿命等于最大允许磨损量与磨损强度之比
7、下列各项中,( )是评价材料静强度的重要指标 A、比例极限B、弹性极限 C、屈服极限 D、强度极限E、断裂极限
8、机械设备的静强度设计中的失效应力可以( )为依据A、屈服极限B、比例极限C、弹性极限D、强度极限E、疲劳极限
9、下列关于S—N曲线(见图)的说法中,正确的是( ) A、M点所对应的应力值σ称为条件疲劳极限 B、M点所对应的循环次数N0称为循环基数 C、P点(N<N0)所对应的应力值σ称为有限寿命疲劳极限 D、N低于104~105所对应的有限寿命区为低周疲劳区E、N将S—N曲线分成两部分
10、材料疲劳极限可以用( )等方法获得A、查手册B、用零件的疲劳极限并考虑安全系数确定C、用材料的屈服极限和强度极限计算D、用材料的屈服极限和断裂极限计算E、用材料的强度极限和断裂极限计算
11、缺乏疲劳极限数据时,可用经验方法根据材料的( )计算A、比例极限B、屈服极限C、断裂极限D、弹性极限E、强度极限
12、设备零件在受到( )作用时有可能会产生疲劳损伤A、数值相等、方向不变的正应力B、数值相等、方向变化的正应力C、数值变化、方向不变的正应力D、数值方向均变化的正应力E、数值相等、方向不变的正应变
13、疲劳寿命曲线是根据标准试件通过试验获得的,在零件的疲劳极限计算中必须引入( )进行修正A、安全系数B、尺寸系数C、有效应力集中系数D、载荷系数E、表面状态系数
14、以下说法中错误的是( )A、结构钢材料承受的应力超过σs时发生屈服B、零件所承受的应力超过该零件的疲劳极限时,立即发生疲劳破坏C、试件所能承受应力的最大值称为强度极限D、屈服极限和强度极限是评价材料静强度的重要指标E、在制造或使用中形成了裂纹,意味着设备已经丧失其使用价值
15、疲劳断裂过程一般认为包括( )几个阶段A、成核B、微观裂纹扩展C、裂纹加速扩展D、宏观裂纹扩展E、断裂
16、影响裂纹扩展的因素包括( )A、应力强度因子B、磨损C、应力循环特征D、环境介质E、加载频率
三、简答题
1、锅炉的冷启动过程中,每启动一次测得寿命损耗率为
0.005%,根据疲劳损伤线性关系的理论,该锅炉允许进行多少次冷启动?
2、45号结构钢,材料的屈服极限为300MPa,强度极限为450MPa,断裂极限为380MPa,比例极限为280MPa,设计安全系数为4,用该材料设计圆杆,其直径至少达到多少才可以满足承受Q=6×104N的拉伸载荷的要求
3、疲劳损伤积累理论主要内容是什么?
4、某起重机只有两种交变载荷状态P1和P2P1P2,所对应的应力幅分别为σ1和σ2,已知对应上述两个应力的疲劳破坏循环次数分别为104和106设计时考虑载荷P1和P2出现的频率分别为20%和80%每年的载荷循环总次数按2400次/年考虑试问
1.该起重机的设计寿命为多少年?
2.该起重机投入使用后,由于工作条件发生变化,年载荷循环总次数比设计时考虑的增加了20%,起吊大载荷的频率也由原来的20%提高到40%目前该起重机已使用4年按实际工况,该起重机的总使用寿命为多少年?剩余使用寿命为多少年?答案部分
一、单项选择题
1、【正确答案】C【答案解析】自然寿命又称为物理寿命,指设备在规定的使用条件下,从投入到因物资损耗而报废所经历的时间,只跟有形磨损有关,跟无形磨损无关参见教材P375【该题针对“机器设备寿命概述”知识点进行考核】【答疑编号10547117】
2、【正确答案】C【答案解析】参见教材P376【该题针对“机器设备寿命概述”知识点进行考核】【答疑编号10547119】
3、【正确答案】B【答案解析】参见教材P376【该题针对“机器设备寿命概述”知识点进行考核】【答疑编号10547121】
4、【正确答案】D【答案解析】磨损是机器设备实体性损耗的主要形式之一,据统计,世界上1/3以上的能源消耗在各种摩擦损耗上,80%的机器零部件是由于磨损而报废的参见教材P376【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547122】
5、【正确答案】B【答案解析】有典型磨损曲线可知正常磨损阶段磨损量基本随着时间的推移均匀增加参见教材P377~378【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547124】
6、【正确答案】D【答案解析】选项A,在初期磨损阶段,零部件表面具有一定的粗糙度,在使用过程中随着磨损而逐渐减小;选项B,正常磨损寿命是指初期磨损阶段和正常磨损阶段的磨损寿命之和;选项C,设备在进入急剧磨损阶段之前就应进行修理;选项D,材料的磨损强度数值越大,材料在单位时间内的磨损量就越大,材料越不耐磨损参见教材P378~379【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547126】
7、【正确答案】C【答案解析】公式6-4设备的正常磨损寿命T等于第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段之和参见教材P379【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547128】
8、【正确答案】B【答案解析】该设备总寿命为5/(1/4)=20(年),剩余寿命为20-5=15(年)极限磨损量=1×20=20(mm)参见教材P380【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547130】
9、【正确答案】D【答案解析】磨损率=实际磨损量/极限磨损量=(120-119)/4=
0.25参见教材P380【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547132】
10、【正确答案】C【答案解析】参见教材P381~382【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547134】
11、【正确答案】A【答案解析】参见教材P382【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547136】
12、【正确答案】D【答案解析】疲劳强度设计中,一般用安全系数来验算疲劳强度参见教材P383【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547138】
13、【正确答案】B【答案解析】低碳钢材料在拉断前的最大应力称为强度极限参见教材P383【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547140】
14、【正确答案】C【答案解析】由S-N曲线可知,条件疲劳极限大于疲劳极限参见教材P385【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547142】
15、【正确答案】B【答案解析】对于大多数结构钢而言,疲劳极限远远小于静强度极限参见教材P386【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547144】
16、【正确答案】C【答案解析】参见教材P386【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547146】
17、【正确答案】B【答案解析】疲劳极限曲线上各点的疲劳寿命相等,这些曲线也称为等寿命曲线,所以选项A正确;A点表示对称循环的疲劳极限,C点表示脉动循环的疲劳极限,所以选项B不正确;B点表示应力幅接近于零点时的疲劳极限,它等于材料的强度极限,所以选项C正确选项D的表述是正确的参见教材P387【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547148】
18、【正确答案】B【答案解析】参见教材P388表6-1【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547151】
19、【正确答案】A【答案解析】参见教材P388图6-4【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547153】
20、【正确答案】A【答案解析】只有当收到的应力高于疲劳极限时,每一次的载荷循环都会对零件造成一定量的损伤参见教材P390【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547155】
21、【正确答案】D【答案解析】参见教材P390【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547158】
22、【正确答案】C【答案解析】不同的材料,疲劳极限不相同,同一种材料,在不同循环特征下的疲劳极限也不一样参见教材P391【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547161】
23、【正确答案】B【答案解析】剩余寿命=100/
0.2-100=400(天)参见教材P391【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547162】
24、【正确答案】B【答案解析】应力强度因子幅度△K是影响裂纹扩展的主要参数参见教材P397【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547165】
二、多项选择题
1、【正确答案】ABDE【答案解析】C选项属于影响技术寿命的因素参见教材P375【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547168】
2、【正确答案】ABCE【答案解析】设备的寿命分为自然寿命、技术寿命和经济寿命参见教材P375-376【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547170】
3、【正确答案】AB【答案解析】参见教材P376【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547172】
4、【正确答案】ABCD【答案解析】参见教材P377【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547174】
5、【正确答案】ACD【答案解析】进入急剧磨损阶段之前进行修理;机器设备在正常磨损阶段与时间或加工数量成正比参见教材P378【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547176】
6、【正确答案】CDE【答案解析】选项A,磨损强度是指单位时间内发生的磨损选项B,正常磨损寿命等于初期和正常磨损阶段寿命之和参见教材P379【该题针对“磨损寿命”知识点进行考核】【答疑编号10547178】
7、【正确答案】CD【答案解析】屈服极限和强度极限是评价材料静强度的重要指标参见教材P382-383【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547180】
8、【正确答案】AD【答案解析】静强度设计中的失效应力为屈服极限或强度极限,疲劳强度设计中的失效应力为疲劳极限参见教材P383~384【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547183】
9、【正确答案】BCD【答案解析】M点所对应的应力值σ称为疲劳极限,在有限寿命区,与给定的循环次数N对应的应力为有限寿命疲劳极限,又称为条件疲劳极限N0将S—N曲线分成两部分参见教材P385~386【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547186】
10、【正确答案】AC【答案解析】参见教材P388【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547188】
11、【正确答案】BE【答案解析】参见教材P388【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547192】
12、【正确答案】BCD【答案解析】A为静应力,不会产生疲劳损伤,E为干扰项【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547197】
13、【正确答案】BCE【答案解析】参见教材P389【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547199】
14、【正确答案】BE【答案解析】B不是立即就发生疲劳破坏;选项E,在制造或使用中形成的裂纹并不意味着设备已丧失其使用价值参见教材P
390、394【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547203】
15、【正确答案】ABDE【答案解析】疲劳断裂过程分为成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展及断裂四个阶段参见教材P395【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547204】
16、【正确答案】ACDE【答案解析】参见教材P397【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547206】
三、简答题
1、【正确答案】根据疲劳损伤线性关系理论,当损失率为100%时,材料或构件发生疲劳破坏每次启动损失率为
0.005%,那么当启动N次时总损失率为100%即N=100%÷
0.005%=20000次由此可知该锅炉允许进行20000次冷启动【答案解析】【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547211】
2、【正确答案】45号结构钢是塑性材料,因此它的失效应力为屈服强度300MPaσ=Q/πd2/4≤[σ]=σs/ns由此可知若用该材料设计圆杆,其直径至少要达到32mm才能满足使用要求D≥(4Q/πσs/ns)1/2=4×4×6×104/
3.14×300×1061/2【答案解析】【该题针对“损伤零件寿命估算”知识点进行考核】【答疑编号10547219】
3、【正确答案】疲劳损伤积累理论认为当零件所受应力高于疲劳极限时,每一次载荷循环都会对零件造成一定的损伤,并且这种损伤是可以积累的;当损伤累积到临界时,零件将发生疲劳破坏疲劳损伤积累理论和计算方法很多,较重要的有线性和非线性疲劳损伤积累理论线性疲劳损伤积累理论认为,每一次循环载荷所产生的疲劳损伤是相互独立的,总损伤是每一次疲劳损伤的线性累加,最具代表性的理论是帕姆格伦-迈因纳定理非线性疲劳损伤理论认为,每一次损伤是非独立的,每一次循环载荷形成的损伤与发生的载荷大小与次数有关,其代表性的理论有柯尔顿理论、多兰理论另外还有其他损伤积累理论,但大多是通过实验推导的经验或半经验公式目前应用最多的是线性疲劳损伤积累理轮【答案解析】【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547231】
4、【正确答案】【答案解析】【该题针对“疲劳寿命理论及应用”知识点进行考核】【答疑编号10547241】。