機(jī)器設(shè)備壽命估算第六章綜述

1、機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)主講：朱蕊主講：朱蕊廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院第六章機(jī)器設(shè)備壽命估算第六章機(jī)器設(shè)備壽命估算第一節(jié)概述第一節(jié)概述 機(jī)器設(shè)備的壽命分為自然壽命、技術(shù)壽命機(jī)器設(shè)備的壽命分為自然壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命。和經(jīng)濟(jì)壽命。 所謂自然壽命，也叫物理壽命、使用所謂自然壽命，也叫物理壽命、使用壽命，設(shè)備在規(guī)定的使用條件下，從投入壽命，設(shè)備在規(guī)定的使用條件下，從投入使用到因?yàn)槲镔|(zhì)損耗而報(bào)廢所經(jīng)歷的時(shí)間，使用到因?yàn)槲镔|(zhì)損耗而報(bào)廢所經(jīng)歷的時(shí)間，受受有形磨損有形磨損的影響。的影響。技術(shù)壽命是設(shè)備從投入使用到因?yàn)榧夹g(shù)壽命是設(shè)備從投入使用到因?yàn)榧技夹g(shù)落后術(shù)落后而被淘汰所經(jīng)歷的時(shí)間

2、。第而被淘汰所經(jīng)歷的時(shí)間。第種無(wú)種無(wú)形磨損可以縮短設(shè)備的技術(shù)壽命，而對(duì)設(shè)形磨損可以縮短設(shè)備的技術(shù)壽命，而對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造可以延長(zhǎng)其技術(shù)壽命。備進(jìn)行技術(shù)改造可以延長(zhǎng)其技術(shù)壽命。經(jīng)濟(jì)壽命，是指設(shè)備從投入使用到因經(jīng)濟(jì)壽命，是指設(shè)備從投入使用到因繼續(xù)使用繼續(xù)使用不經(jīng)濟(jì)不經(jīng)濟(jì)而退出使用所經(jīng)歷的時(shí)間。而退出使用所經(jīng)歷的時(shí)間。受到有形磨損和無(wú)形磨損的共同影響。受到有形磨損和無(wú)形磨損的共同影響。 【例題例題多選題多選題】機(jī)器的壽命是指設(shè)備從開(kāi)機(jī)器的壽命是指設(shè)備從開(kāi)始使用到被淘汰的整個(gè)時(shí)間過(guò)程。受有形始使用到被淘汰的整個(gè)時(shí)間過(guò)程。受有形磨損影響的壽命有（）。磨損影響的壽命有（）。A.物理壽命物理壽命B.使用壽

3、命使用壽命C.經(jīng)濟(jì)壽命經(jīng)濟(jì)壽命D.技術(shù)壽命技術(shù)壽命E.自然壽命自然壽命第二節(jié)磨損壽命第二節(jié)磨損壽命這里的磨損是指固體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在摩擦的這里的磨損是指固體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在摩擦的作用下，摩擦面上的物質(zhì)不斷耗損的現(xiàn)象。主要作用下，摩擦面上的物質(zhì)不斷耗損的現(xiàn)象。主要就是由于使用而發(fā)生的實(shí)物形態(tài)的磨損，它發(fā)生就是由于使用而發(fā)生的實(shí)物形態(tài)的磨損，它發(fā)生在具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件之間，比如：軸和軸承在具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件之間，比如：軸和軸承之間、齒輪牙齒的磨損、機(jī)床的導(dǎo)軌。之間、齒輪牙齒的磨損、機(jī)床的導(dǎo)軌。磨損的原因：一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二是摩擦，其磨損的原因：一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二是摩擦，其影響后果是破壞了零部件配合尺寸

4、和強(qiáng)度，當(dāng)磨影響后果是破壞了零部件配合尺寸和強(qiáng)度，當(dāng)磨損量超過(guò)允許極限的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的失效。損量超過(guò)允許極限的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的失效。 二、典型的磨損過(guò)程二、典型的磨損過(guò)程（一）正常的磨損過(guò)程分為三個(gè)階段：即初期磨損階段（第階段）、正常磨損階段（第階段）和急劇磨損階段（第階段）。 （二）磨損過(guò)程及磨損方程階段階段范圍范圍特點(diǎn)特點(diǎn)磨損方程磨損方程初期磨損初期磨損階段階段（第（第階階段）段）O1到到A，對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的時(shí)間是時(shí)間是 時(shí)間很短，磨損速度很時(shí)間很短，磨損速度很快。快。正常磨損正常磨損階段階段（第（第階階段）段）A點(diǎn)到點(diǎn)到B點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的時(shí)應(yīng)的時(shí)間是間是 磨損進(jìn)入正常期，磨損磨損進(jìn)入正

5、常期，磨損速度緩慢，情況穩(wěn)定，速度緩慢，情況穩(wěn)定，磨損量隨時(shí)間均勻的增磨損量隨時(shí)間均勻的增加，二者成為線性關(guān)系，加，二者成為線性關(guān)系，曲線中的曲線中的AB段是一條段是一條斜直線。斜直線。急劇磨損急劇磨損階段階段（第（第階階段）段）B點(diǎn)以點(diǎn)以后的階后的階段段磨損速度加快，磨損量磨損速度加快，磨損量急劇上升，造成機(jī)器設(shè)急劇上升，造成機(jī)器設(shè)備的精度、技術(shù)性能和備的精度、技術(shù)性能和生產(chǎn)效率明顯下降生產(chǎn)效率明顯下降沒(méi)有第三階段的磨損方程。沒(méi)有第三階段的磨損方程。 tg，就是直線的斜率叫做磨損強(qiáng)度，它等，就是直線的斜率叫做磨損強(qiáng)度，它等于單位時(shí)間磨損的厚度，所以磨損強(qiáng)度越于單位時(shí)間磨損的厚度，所以磨損強(qiáng)度

6、越大，表明材料耐磨性越差。大，表明材料耐磨性越差。簡(jiǎn)化的磨損方程：簡(jiǎn)化的磨損方程：S=S0+ttg由于第由于第階段，也就是初期磨損階段，階段，也就是初期磨損階段，這段時(shí)間很短，如果將其忽略不計(jì)，于是這段時(shí)間很短，如果將其忽略不計(jì)，于是就得到了這個(gè)簡(jiǎn)化的磨損方程。就得到了這個(gè)簡(jiǎn)化的磨損方程。 【提示提示】由設(shè)備磨損規(guī)律的分析可知：由設(shè)備磨損規(guī)律的分析可知：1.如果設(shè)備使用合理，加強(qiáng)維護(hù)，可以如果設(shè)備使用合理，加強(qiáng)維護(hù)，可以延長(zhǎng)設(shè)備正常使用階段的期限，保證加工延長(zhǎng)設(shè)備正常使用階段的期限，保證加工質(zhì)量并提高經(jīng)濟(jì)效益。質(zhì)量并提高經(jīng)濟(jì)效益。2.對(duì)設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行定期檢查。為了避免對(duì)設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行定期檢查。為了

7、避免使設(shè)備遭到破壞，在進(jìn)入第三階段之前就使設(shè)備遭到破壞，在進(jìn)入第三階段之前就進(jìn)行修理，不是等到發(fā)生急劇磨損后才修進(jìn)行修理，不是等到發(fā)生急劇磨損后才修理。理。3.機(jī)器設(shè)備在第機(jī)器設(shè)備在第階段的磨損與時(shí)間或階段的磨損與時(shí)間或加工零件的數(shù)量成正比，因此設(shè)備的磨損加工零件的數(shù)量成正比，因此設(shè)備的磨損可通過(guò)試驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算出正常可通過(guò)試驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算出正常條件下的磨損率和使用壽命。條件下的磨損率和使用壽命。 （三）磨損壽命（三）磨損壽命1.設(shè)備的正常壽命設(shè)備的正常壽命T是第是第階段和第階段和第階段時(shí)間之和。階段時(shí)間之和。Tt1t2（64）2.簡(jiǎn)化后簡(jiǎn)化后 式中：式中：smax最大允許磨損

8、量。最大允許磨損量。（四）磨損率（四）磨損率磨損率是指實(shí)際磨損量和極限磨損量之比。用表示。磨損率是指實(shí)際磨損量和極限磨損量之比。用表示。 式中：式中：m磨損率；磨損率； s實(shí)際磨損量。實(shí)際磨損量。 三、剩余磨損壽命的計(jì)算三、剩余磨損壽命的計(jì)算 【例例61】已知磨損強(qiáng)度為已知磨損強(qiáng)度為0.5mm/年，設(shè)年，設(shè)備運(yùn)行備運(yùn)行3年后，磨損率為年后，磨損率為1/4，求設(shè)備的剩，求設(shè)備的剩余壽命和極限磨損量。余壽命和極限磨損量。 【例例62】某起重機(jī)卷筒的主要損耗形式某起重機(jī)卷筒的主要損耗形式是鋼絲繩與卷筒摩擦對(duì)卷筒的磨損。該卷是鋼絲繩與卷筒摩擦對(duì)卷筒的磨損。該卷筒原始壁厚為筒原始壁厚為20mm，現(xiàn)在壁厚

9、為，現(xiàn)在壁厚為18.5mm。根據(jù)起重機(jī)卷筒的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，筒壁的最大根據(jù)起重機(jī)卷筒的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，筒壁的最大磨損允許極限是原筒壁厚度的磨損允許極限是原筒壁厚度的20%。該起。該起重機(jī)已運(yùn)行重機(jī)已運(yùn)行4年，試估算卷筒的剩余磨損壽年，試估算卷筒的剩余磨損壽命和磨損率。命和磨損率。 【例題例題單選題單選題】已知磨損強(qiáng)度為已知磨損強(qiáng)度為1mm/年，年，且設(shè)備運(yùn)行且設(shè)備運(yùn)行5年后，磨損率為年后，磨損率為1/4，則該設(shè)，則該設(shè)備的剩余壽命為（）年，極限磨損量為備的剩余壽命為（）年，極限磨損量為（）（）mm。A.20、10B.15、20C.20、20D.15、10第三節(jié)疲勞壽命理論及應(yīng)用第三節(jié)疲勞壽命理論及應(yīng)用 一

10、、基本概念一、基本概念（一）應(yīng)力（一）應(yīng)力1.內(nèi)力：物體的一部分對(duì)另一部分的機(jī)械作內(nèi)力：物體的一部分對(duì)另一部分的機(jī)械作用。用。2.應(yīng)力：應(yīng)力就是單位面積上的內(nèi)力。應(yīng)力：應(yīng)力就是單位面積上的內(nèi)力。：正應(yīng)力，法向應(yīng)力，與截面垂直，正應(yīng)：正應(yīng)力，法向應(yīng)力，與截面垂直，正應(yīng)力表示零件內(nèi)部相鄰兩截面間拉伸和壓縮的作用；力表示零件內(nèi)部相鄰兩截面間拉伸和壓縮的作用；：切應(yīng)力，剪應(yīng)力，與截面平行，切應(yīng)力表：切應(yīng)力，剪應(yīng)力，與截面平行，切應(yīng)力表示相互錯(cuò)動(dòng)的作用，正應(yīng)力和切應(yīng)力的向量和稱示相互錯(cuò)動(dòng)的作用，正應(yīng)力和切應(yīng)力的向量和稱為總應(yīng)力。為總應(yīng)力。正應(yīng)力和切應(yīng)力是度量零件正應(yīng)力和切應(yīng)力是度量零件強(qiáng)度強(qiáng)度的兩個(gè)物理

11、的兩個(gè)物理量，常用單位是兆帕（量，常用單位是兆帕（MPa）。）。 （二）應(yīng)變（二）應(yīng)變1.應(yīng)變是外力作用引起的形狀和尺寸的應(yīng)變是外力作用引起的形狀和尺寸的相對(duì)改變，是一個(gè)相對(duì)數(shù)。相對(duì)改變，是一個(gè)相對(duì)數(shù)。2.當(dāng)外力去掉以后，物體能完全恢復(fù)到當(dāng)外力去掉以后，物體能完全恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，那么這就叫做原來(lái)的狀態(tài)，那么這就叫做彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變；如；如果只能部分恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，那么殘留果只能部分恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，那么殘留下來(lái)的那一部分變形稱為下來(lái)的那一部分變形稱為塑性應(yīng)變塑性應(yīng)變。【提示提示】與正應(yīng)力對(duì)應(yīng)的是線應(yīng)變，與正應(yīng)力對(duì)應(yīng)的是線應(yīng)變，與切應(yīng)力對(duì)應(yīng)的是角應(yīng)變。與切應(yīng)力對(duì)應(yīng)的是角應(yīng)變。 （三）材料強(qiáng)度

12、（三）材料強(qiáng)度圖圖62所示為低碳鋼試棒在受軸向靜所示為低碳鋼試棒在受軸向靜拉力時(shí)，軸向負(fù)荷拉力時(shí)，軸向負(fù)荷P與絕對(duì)軸向變形與絕對(duì)軸向變形l的關(guān)的關(guān)系曲線。系曲線。 1.負(fù)荷較小時(shí)，材料的軸向變形與負(fù)荷成線性關(guān)負(fù)荷較小時(shí)，材料的軸向變形與負(fù)荷成線性關(guān)系；負(fù)荷超過(guò)系；負(fù)荷超過(guò)Pp后，呈非線性關(guān)系。保持線性關(guān)后，呈非線性關(guān)系。保持線性關(guān)系的最大負(fù)荷為系的最大負(fù)荷為比例極限負(fù)荷比例極限負(fù)荷Pp。與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為的應(yīng)力稱為比例極限比例極限，用，用p表示，也就是應(yīng)力與表示，也就是應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系的最大應(yīng)力。應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系的最大應(yīng)力。2.負(fù)荷小于負(fù)荷小于Pe時(shí)，材料的變形為彈性變形，

13、大于時(shí)，材料的變形為彈性變形，大于Pe時(shí)則產(chǎn)生塑性變形，與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為時(shí)則產(chǎn)生塑性變形，與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為彈彈性極限性極限e。3.當(dāng)負(fù)荷增大到一定值時(shí)，在負(fù)荷不增加或減小當(dāng)負(fù)荷增大到一定值時(shí)，在負(fù)荷不增加或減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象叫屈服。的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象叫屈服。屈服階段的最小負(fù)荷是屈服點(diǎn)的負(fù)荷屈服階段的最小負(fù)荷是屈服點(diǎn)的負(fù)荷Ps，與之對(duì)，與之對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為應(yīng)的應(yīng)力稱為屈服極限屈服極限，用，用s表示。表示。 【提示提示】對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象的材料，對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象的材料，用產(chǎn)生用產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力作為條件屈服殘余變形的應(yīng)力作為條件屈服極限。

14、極限。4.當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一個(gè)最大值當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一個(gè)最大值Pb，試樣的，試樣的某一截面開(kāi)始急劇縮小，致使負(fù)荷下降，某一截面開(kāi)始急劇縮小，致使負(fù)荷下降，該負(fù)荷為強(qiáng)度極限負(fù)荷。與之相對(duì)應(yīng)的應(yīng)該負(fù)荷為強(qiáng)度極限負(fù)荷。與之相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為力稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度，用，用b表示。表示。它是材料拉斷前的最大應(yīng)力。它是材料拉斷前的最大應(yīng)力。5.當(dāng)負(fù)荷達(dá)到當(dāng)負(fù)荷達(dá)到PK時(shí)，試樣斷裂。這個(gè)時(shí)，試樣斷裂。這個(gè)負(fù)荷稱為斷裂負(fù)荷。負(fù)荷稱為斷裂負(fù)荷?！咎崾咎崾尽壳O限屈服極限s、強(qiáng)度極限、強(qiáng)度極限b是是評(píng)價(jià)材料靜強(qiáng)度的重要指標(biāo)。評(píng)價(jià)材料靜強(qiáng)度的重要指標(biāo)。 【小結(jié)小結(jié)】 比例極限比例極限應(yīng)力和應(yīng)變、力和變形成線

15、性關(guān)系的最大應(yīng)力和應(yīng)變、力和變形成線性關(guān)系的最大應(yīng)力，用應(yīng)力，用p表示表示彈性極限彈性極限保持彈性變形的最大應(yīng)力，超過(guò)它就不再保持彈性變形的最大應(yīng)力，超過(guò)它就不再僅僅是彈性變形，還有塑性變形，用僅僅是彈性變形，還有塑性變形，用e表示表示屈服極限屈服極限開(kāi)始出現(xiàn)屈服現(xiàn)象的應(yīng)力，所謂屈服，就開(kāi)始出現(xiàn)屈服現(xiàn)象的應(yīng)力，所謂屈服，就是負(fù)荷不再增加，但試件還在繼續(xù)伸長(zhǎng)是負(fù)荷不再增加，但試件還在繼續(xù)伸長(zhǎng)的這種現(xiàn)象。屈服極限用的這種現(xiàn)象。屈服極限用s表示表示強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限材料拉斷前的最大應(yīng)力，也叫做抗拉強(qiáng)度，材料拉斷前的最大應(yīng)力，也叫做抗拉強(qiáng)度，用用b表示表示斷裂負(fù)荷斷裂負(fù)荷 試件斷裂處的負(fù)荷試件斷裂處的負(fù)

16、荷 【例題例題單選題單選題】低碳鋼材料受軸向靜拉力，低碳鋼材料受軸向靜拉力，當(dāng)應(yīng)力小于（）時(shí)，軸向應(yīng)變與應(yīng)力成當(dāng)應(yīng)力小于（）時(shí)，軸向應(yīng)變與應(yīng)力成線性關(guān)系。線性關(guān)系。A.屈服極限屈服極限B.比例極限比例極限C.彈性極限彈性極限D(zhuǎn).強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限 （四）許用應(yīng)力（四）許用應(yīng)力 對(duì)于塑性材料（大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金等）：對(duì)于脆性材料（高強(qiáng)度鋼、鑄鐵等）：定義定義許用應(yīng)力是機(jī)械設(shè)計(jì)中，允許零件或構(gòu)件承許用應(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。受的最大應(yīng)力值。公式公式 【例例63】45號(hào)鋼制圓桿承受拉伸載荷，號(hào)鋼制圓桿承受拉伸載荷，材料的屈服極限，安全系數(shù)材料的屈服極限，安全系數(shù)nS4，試計(jì)

17、算，試計(jì)算該圓桿的直徑。該圓桿的直徑。 正確答案正確答案 可取圓桿的直徑為可取圓桿的直徑為30mm。 【2011考題考題單選題單選題】疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，一疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，一般用（）進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算。般用（）進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算。A.屈服極限屈服極限B.屈服極限除以安全系數(shù)得到的許用屈服極限除以安全系數(shù)得到的許用應(yīng)力應(yīng)力C.強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)得到的許用強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)得到的許用應(yīng)力應(yīng)力D.安全系數(shù)表示的強(qiáng)度判斷安全系數(shù)表示的強(qiáng)度判斷 二、疲勞及疲勞壽命二、疲勞及疲勞壽命 靜應(yīng)力：靜應(yīng)力就是應(yīng)力的大小和方向不隨時(shí)間而改變。靜應(yīng)力：靜應(yīng)力就是應(yīng)力的大小和方向不隨時(shí)間而改變。交變應(yīng)力：它是指應(yīng)力的

18、大小和方向隨時(shí)間呈周期性的變化交變應(yīng)力：它是指應(yīng)力的大小和方向隨時(shí)間呈周期性的變化的應(yīng)力。疲勞壽命：材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次的應(yīng)力。疲勞壽命：材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)稱為疲勞壽命。數(shù)稱為疲勞壽命?！咎崾咎崾尽扛鶕?jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分為高周疲勞和低周疲勞，根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分為高周疲勞和低周疲勞，在機(jī)械工程中最常見(jiàn)的疲勞是高周疲勞。鍋爐受到的是低周在機(jī)械工程中最常見(jiàn)的疲勞是高周疲勞。鍋爐受到的是低周疲勞（第八章）疲勞（第八章） 三、疲勞壽命曲線三、疲勞壽命曲線1.零件的疲勞壽命與零件的應(yīng)力水平有關(guān)，它們零件的疲勞壽命與零件的應(yīng)力水平有關(guān)，它們之間的關(guān)系可以用疲勞壽命曲線表示（之間的

19、關(guān)系可以用疲勞壽命曲線表示（SN曲線）曲線）（1）種類：應(yīng)力）種類：應(yīng)力壽命曲線（壽命曲線（N曲線），應(yīng)曲線），應(yīng)變變壽命曲線（壽命曲線（N曲線）。曲線）。（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：）數(shù)學(xué)表達(dá)式：mNC（67）式中：式中：m、C材料常數(shù)。材料常數(shù)?！拘〗Y(jié)小結(jié)1】水平起始點(diǎn)水平起始點(diǎn)M對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值叫做疲勞極限。疲勞極叫做疲勞極限。疲勞極限：是可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不會(huì)發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力。限：是可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不會(huì)發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力。疲勞極限比材料靜強(qiáng)度極限要低得多。疲勞極限比材料靜強(qiáng)度極限要低得多?！拘〗Y(jié)小結(jié)2】對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)M點(diǎn)的橫坐標(biāo)叫做點(diǎn)的橫坐標(biāo)叫做循環(huán)基數(shù)循環(huán)基數(shù)，用符號(hào)

20、，用符號(hào)N0來(lái)表示，來(lái)表示，N0一般是一般是107，但是對(duì)于具體的材料、具體的循環(huán)特征，但是對(duì)于具體的材料、具體的循環(huán)特征，N0有所有所不同。不同。在在N0點(diǎn)右邊的部分，是無(wú)限壽命區(qū)，如果承受的應(yīng)力小于點(diǎn)右邊的部分，是無(wú)限壽命區(qū)，如果承受的應(yīng)力小于疲勞極限，試件就可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞；疲勞極限，試件就可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞；N0點(diǎn)左邊的區(qū)域?yàn)橛邢迚勖鼌^(qū)，又稱為條件疲勞極限，即點(diǎn)左邊的區(qū)域?yàn)橛邢迚勖鼌^(qū)，又稱為條件疲勞極限，即當(dāng)材料所承受的最大應(yīng)力大于它的疲勞極限時(shí)，只能承受有限次當(dāng)材料所承受的最大應(yīng)力大于它的疲勞極限時(shí)，只能承受有限次應(yīng)力循環(huán)，而不能是無(wú)限次。應(yīng)

21、力循環(huán)，而不能是無(wú)限次。N低于低于104105時(shí)對(duì)應(yīng)的有限壽命區(qū)稱為低周疲勞區(qū)。時(shí)對(duì)應(yīng)的有限壽命區(qū)稱為低周疲勞區(qū)。在有限壽命區(qū)，應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)的關(guān)系用方程在有限壽命區(qū)，應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)的關(guān)系用方程mNC來(lái)來(lái)表示。表示?！咎崾咎崾尽縎N曲線是由標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)試得出的，對(duì)于實(shí)際零件尺寸曲線是由標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)試得出的，對(duì)于實(shí)際零件尺寸和表面狀態(tài)與試件有差異，常存在由圓角、鍵槽等引起的應(yīng)力集和表面狀態(tài)與試件有差異，常存在由圓角、鍵槽等引起的應(yīng)力集中，所以，在使用時(shí)必須引入中，所以，在使用時(shí)必須引入應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)K、尺寸系數(shù)、尺寸系數(shù)、和表、和表面系數(shù)面系數(shù)。 【例題例題多選題多選題】下列關(guān)于疲勞壽命曲

22、線下列關(guān)于疲勞壽命曲線的說(shuō)法中，正確的有（）。的說(shuō)法中，正確的有（）。A.應(yīng)力壽命曲線和應(yīng)變壽命曲線應(yīng)力壽命曲線和應(yīng)變壽命曲線統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為SN曲線曲線B.SN曲線依疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出，在曲線依疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出，在疲勞試驗(yàn)中都以實(shí)際零件作為試件疲勞試驗(yàn)中都以實(shí)際零件作為試件C.條件疲勞極限大于疲勞極限條件疲勞極限大于疲勞極限D(zhuǎn).疲勞壽命疲勞壽命N低于低于106時(shí)對(duì)應(yīng)的有限壽時(shí)對(duì)應(yīng)的有限壽命區(qū)稱為低周疲勞區(qū)命區(qū)稱為低周疲勞區(qū)E.當(dāng)當(dāng)N小于循環(huán)基數(shù)時(shí)，根據(jù)該區(qū)域的小于循環(huán)基數(shù)時(shí)，根據(jù)該區(qū)域的疲勞壽命曲線所做的疲勞強(qiáng)度計(jì)算稱為有疲勞壽命曲線所做的疲勞強(qiáng)度計(jì)算稱為有限壽命計(jì)算限壽命計(jì)算 【例例64】某標(biāo)準(zhǔn)

23、試件，已知疲勞極限某標(biāo)準(zhǔn)試件，已知疲勞極限1300MPa，N0107，m9。試計(jì)算在。試計(jì)算在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力1500MPa和和2260MPa作用下的疲勞壽命。作用下的疲勞壽命。 正確答案正確答案（1）在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力）在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力max500MPa作用下的疲勞壽命。作用下的疲勞壽命。 （2）在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力）在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力 作作用下的疲勞壽命。用下的疲勞壽命。低于疲勞極限，在無(wú)限壽命區(qū)，零件低于疲勞極限，在無(wú)限壽命區(qū)，零件的壽命是無(wú)限的。的壽命是無(wú)限的。【提示提示】疲勞極限所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)疲勞極限所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)即為循環(huán)基數(shù)，通常為次數(shù)即為循環(huán)基數(shù)，通常為1

24、07。 四、循環(huán)應(yīng)力的特四、循環(huán)應(yīng)力的特性性（1）交變應(yīng)力）交變應(yīng)力的參數(shù)：最大應(yīng)力的參數(shù)：最大應(yīng)力max、最小應(yīng)力、最小應(yīng)力min、平均應(yīng)力、平均應(yīng)力、應(yīng)力幅、循環(huán)特征。應(yīng)力幅、循環(huán)特征。r1，稱之為對(duì)稱循環(huán)，稱之為對(duì)稱循環(huán) 循環(huán)應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力特點(diǎn)特點(diǎn)對(duì)稱循環(huán)對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)特征循環(huán)特征r等于等于1；最大應(yīng)力和最小應(yīng)力大；最大應(yīng)力和最小應(yīng)力大小相等，符號(hào)相反；平均應(yīng)力等于小相等，符號(hào)相反；平均應(yīng)力等于0；應(yīng)力幅；應(yīng)力幅等于最大應(yīng)力。等于最大應(yīng)力。脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)特征循環(huán)特征r等于等于0；應(yīng)力幅等于平均應(yīng)力，都；應(yīng)力幅等于平均應(yīng)力，都等于二分之一最大應(yīng)力；最小應(yīng)力等于等于二分之一

25、最大應(yīng)力；最小應(yīng)力等于0。靜應(yīng)力靜應(yīng)力循環(huán)特征循環(huán)特征r等于等于1；最大應(yīng)力等于最小應(yīng)力，；最大應(yīng)力等于最小應(yīng)力，等于平均應(yīng)力；應(yīng)力幅等于等于平均應(yīng)力；應(yīng)力幅等于0 。 【小結(jié)小結(jié)】疲勞極限的數(shù)值不僅和材料有關(guān)，疲勞極限的數(shù)值不僅和材料有關(guān)，還和循環(huán)特征有關(guān)，對(duì)稱循環(huán)條件下，最還和循環(huán)特征有關(guān)，對(duì)稱循環(huán)條件下，最容易發(fā)生疲勞破壞，相應(yīng)的疲勞極限值最容易發(fā)生疲勞破壞，相應(yīng)的疲勞極限值最低，脈動(dòng)循環(huán)好一點(diǎn)，所以，對(duì)一種材料低，脈動(dòng)循環(huán)好一點(diǎn)，所以，對(duì)一種材料的疲勞極限通常用的疲勞極限通常用r表示，表示，r這個(gè)下標(biāo)代表這個(gè)下標(biāo)代表循環(huán)特征，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)稱循環(huán)時(shí)，材料循環(huán)特征，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)稱循環(huán)時(shí)，材

26、料的疲勞極限用的疲勞極限用1表示，而脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，表示，而脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，材料的疲勞極限用材料的疲勞極限用0表示，表示，1小于小于0。（2）疲勞極限曲線）疲勞極限曲線A點(diǎn)表示對(duì)稱循環(huán)條件下的疲勞極限；點(diǎn)表示對(duì)稱循環(huán)條件下的疲勞極限；B點(diǎn)表示點(diǎn)表示接近于接近于0時(shí)的疲勞極限；時(shí)的疲勞極限；C點(diǎn)表示脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限。點(diǎn)表示脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限?！咎崾咎崾?】曲線上各點(diǎn)的疲勞壽命相等，這些曲線也稱等曲線上各點(diǎn)的疲勞壽命相等，這些曲線也稱等壽命曲線。壽命曲線。【提示提示2】工程上，常將這條曲線簡(jiǎn)化為工程上，常將這條曲線簡(jiǎn)化為ACB折線，或者折線，或者直接簡(jiǎn)化為直接簡(jiǎn)化為AB直線，雖降低了計(jì)算精確度，但更趨于

27、安全。直線，雖降低了計(jì)算精確度，但更趨于安全。 五、疲勞極限五、疲勞極限考慮零件的應(yīng)力循環(huán)特征、尺寸效應(yīng)、表面考慮零件的應(yīng)力循環(huán)特征、尺寸效應(yīng)、表面狀態(tài)應(yīng)力集中等因素的零件疲勞極限如表狀態(tài)應(yīng)力集中等因素的零件疲勞極限如表61所所示。示。表表61零件疲勞極限零件疲勞極限r(nóng)k 和和rk的計(jì)算公式的計(jì)算公式應(yīng)力循環(huán)情況應(yīng)力循環(huán)情況彎曲或拉壓時(shí)的彎曲或拉壓時(shí)的rk扭轉(zhuǎn)時(shí)的扭轉(zhuǎn)時(shí)的rk恒幅對(duì)稱循環(huán)恒幅對(duì)稱循環(huán)（r1）恒幅脈動(dòng)循環(huán)恒幅脈動(dòng)循環(huán)（r0）恒幅不對(duì)稱循恒幅不對(duì)稱循環(huán)環(huán)注：注：K、K為有效應(yīng)力集中系數(shù)；為有效應(yīng)力集中系數(shù)；、為為尺寸系數(shù)；尺寸系數(shù)；為表面狀態(tài)系數(shù)；為表面狀態(tài)系數(shù)；、為不為不對(duì)稱循環(huán)

28、系數(shù)；對(duì)稱循環(huán)系數(shù)；r為最小應(yīng)力為最小應(yīng)力max與最大應(yīng)力與最大應(yīng)力min的比值。的比值。有效應(yīng)有效應(yīng)力集中力集中系數(shù)系數(shù)K指在相同試驗(yàn)條件下，光滑試件與有應(yīng)力指在相同試驗(yàn)條件下，光滑試件與有應(yīng)力集中的試件的疲勞極限之比（其確定方法集中的試件的疲勞極限之比（其確定方法有實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算法兩種）。有實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算法兩種）。尺寸系尺寸系數(shù)數(shù)在相同情況下，尺寸為在相同情況下，尺寸為d的零件的疲勞極的零件的疲勞極限與標(biāo)準(zhǔn)試件的疲勞極限之比。限與標(biāo)準(zhǔn)試件的疲勞極限之比。表面狀表面狀態(tài)系數(shù)態(tài)系數(shù)經(jīng)過(guò)某種加工的零件的疲勞極限與標(biāo)準(zhǔn)試經(jīng)過(guò)某種加工的零件的疲勞極限與標(biāo)準(zhǔn)試件的疲勞極限之比。表面粗糙度的值高于件的疲勞極

29、限之比。表面粗糙度的值高于標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)1.0；用表面強(qiáng)化方法，如；用表面強(qiáng)化方法，如表面熱處理和表面冷加工硬化等，可使表面熱處理和表面冷加工硬化等，可使大于大于1.0。不對(duì)稱不對(duì)稱循環(huán)度循環(huán)度系數(shù)系數(shù)指應(yīng)力循環(huán)特征對(duì)疲勞極限的影響系數(shù)，指應(yīng)力循環(huán)特征對(duì)疲勞極限的影響系數(shù)，、分別表示彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的情況。分別表示彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的情況。 【例例65】某機(jī)器中使用的軸，其危險(xiǎn)某機(jī)器中使用的軸，其危險(xiǎn)截面上的最大彎曲應(yīng)力截面上的最大彎曲應(yīng)力max80Mpa,最最小彎曲應(yīng)力小彎曲應(yīng)力min80Mpa,該截面的尺寸該截面的尺寸系數(shù)系數(shù)0.84，表面狀態(tài)系數(shù)，表面狀態(tài)系數(shù)0.93，有，有效應(yīng)力集中系數(shù)效

30、應(yīng)力集中系數(shù)K1.88，軸所使用的材，軸所使用的材料的彎曲疲勞極限料的彎曲疲勞極限1245Mpa，若規(guī)，若規(guī)定安全系數(shù)定安全系數(shù)n2。試校核該軸是否安全？。試校核該軸是否安全？ 正確答案正確答案（1）maxminr1即該軸承受對(duì)稱循環(huán)交變彎曲應(yīng)力。即該軸承受對(duì)稱循環(huán)交變彎曲應(yīng)力。（2）軸的對(duì)稱循環(huán)疲勞極限為：）軸的對(duì)稱循環(huán)疲勞極限為： （3）該軸段的安全系數(shù)）該軸段的安全系數(shù) 結(jié)論：該軸不安全。結(jié)論：該軸不安全。 【例題例題單選題單選題】下列關(guān)于疲下列關(guān)于疲勞極限曲線（見(jiàn)圖）的說(shuō)法中，勞極限曲線（見(jiàn)圖）的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。錯(cuò)誤的是（）。 A.疲勞極限曲線上各點(diǎn)的疲勞極限曲線上各點(diǎn)的疲勞壽命

31、相等疲勞壽命相等B.疲勞極限曲線與縱軸的疲勞極限曲線與縱軸的交點(diǎn)交點(diǎn)A表示對(duì)稱循環(huán)的疲勞極表示對(duì)稱循環(huán)的疲勞極限限C.疲勞極限曲線與橫軸的疲勞極限曲線與橫軸的交點(diǎn)交點(diǎn)B表示脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極表示脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限限D(zhuǎn).在工程上，常將疲勞極在工程上，常將疲勞極限曲線簡(jiǎn)化為折線甚至直線，限曲線簡(jiǎn)化為折線甚至直線，這種簡(jiǎn)化降低了計(jì)算精度，但這種簡(jiǎn)化降低了計(jì)算精度，但更趨于安全更趨于安全 六、疲勞損傷積累理論六、疲勞損傷積累理論疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件所受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)的應(yīng)力高于疲勞極限時(shí)，每一次應(yīng)力循環(huán)都會(huì)對(duì)零件造成一定量的損傷，這種損傷都會(huì)對(duì)

32、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)，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。零件將發(fā)生疲勞破壞。線性損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)線性損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷是相互獨(dú)立的，總載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷是相互獨(dú)立的，總損傷是每一次疲勞損傷的線性累加（帕姆損傷是每一次疲勞損傷的線性累加（帕姆格倫格倫邁因納定理）。邁因納定理）。損傷率達(dá)到損傷率達(dá)到100%時(shí)，發(fā)生疲勞損壞。時(shí)，發(fā)生疲勞損壞。令令N為以循環(huán)數(shù)表示的疲勞壽命，上式可以改寫(xiě)為：為以循環(huán)數(shù)表示的疲勞壽命，上式可以改寫(xiě)為：【例例66】某零件承受三種交變載荷某零件承受三種交變載荷P1

33、、P2和和P3的作用。對(duì)的作用。對(duì)應(yīng)的應(yīng)力幅為應(yīng)的應(yīng)力幅為1、2和和3，出現(xiàn)的頻率為，出現(xiàn)的頻率為10%、60%和和30%。應(yīng)力應(yīng)力1、2和和3單獨(dú)作用下的疲勞壽命分別為單獨(dú)作用下的疲勞壽命分別為103、104和和106次。試計(jì)算在上述載荷作用下達(dá)到疲勞破壞時(shí)的總循環(huán)次次。試計(jì)算在上述載荷作用下達(dá)到疲勞破壞時(shí)的總循環(huán)次數(shù)。數(shù)。正確答案正確答案 即，在上述載荷作用下達(dá)到疲勞破壞時(shí)的總即，在上述載荷作用下達(dá)到疲勞破壞時(shí)的總循環(huán)次數(shù)為循環(huán)次數(shù)為6238次。次。 【例題例題單選題單選題】某零件設(shè)計(jì)使用壽命某零件設(shè)計(jì)使用壽命10年，年，設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩種交變載荷設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩種交變載荷P1和和P2，對(duì)應(yīng)的，對(duì)

34、應(yīng)的疲勞極限分別為疲勞極限分別為103和和105，P1出現(xiàn)的頻度出現(xiàn)的頻度為為30%，P2出現(xiàn)的頻度為出現(xiàn)的頻度為70%。而實(shí)際使。而實(shí)際使用時(shí)，用時(shí)，P1出現(xiàn)的頻度為出現(xiàn)的頻度為70%，P2出現(xiàn)的頻出現(xiàn)的頻度為度為30%。若每天總使用次數(shù)不變，估計(jì)。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（）年。零件的實(shí)際使用壽命為（）年。A.1.42B.3.25C.4.37D.6.50 七、疲勞壽命理論的應(yīng)用七、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(lái)講，設(shè)備機(jī)器設(shè)備主要失效形式是疲勞破壞。一般來(lái)講，設(shè)備的結(jié)構(gòu)壽命是決定整個(gè)設(shè)備自然使用壽命的基礎(chǔ)，如起重的結(jié)構(gòu)壽命是決定整個(gè)設(shè)備自然使

35、用壽命的基礎(chǔ)，如起重機(jī)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：主梁報(bào)廢即標(biāo)志著安全使用壽命的終機(jī)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：主梁報(bào)廢即標(biāo)志著安全使用壽命的終結(jié)，可申請(qǐng)整車報(bào)廢。在機(jī)器設(shè)備評(píng)估中，疲勞壽命理論結(jié)，可申請(qǐng)整車報(bào)廢。在機(jī)器設(shè)備評(píng)估中，疲勞壽命理論主要用于估算疲勞壽命和疲勞損傷。主要用于估算疲勞壽命和疲勞損傷。1.對(duì)于重要設(shè)備的評(píng)估，我們必須根據(jù)設(shè)備所承受的對(duì)于重要設(shè)備的評(píng)估，我們必須根據(jù)設(shè)備所承受的實(shí)際載荷，使用疲勞壽命理論對(duì)設(shè)備的實(shí)際疲勞損傷程度實(shí)際載荷，使用疲勞壽命理論對(duì)設(shè)備的實(shí)際疲勞損傷程度和剩余壽命進(jìn)行計(jì)算。其基本步驟如下：和剩余壽命進(jìn)行計(jì)算。其基本步驟如下：（1）統(tǒng)計(jì)計(jì)算危險(xiǎn)斷面各種載荷所對(duì)應(yīng)的名義應(yīng)力）統(tǒng)計(jì)

36、計(jì)算危險(xiǎn)斷面各種載荷所對(duì)應(yīng)的名義應(yīng)力i及作用次數(shù)及作用次數(shù)ni；（2）根據(jù)）根據(jù)SN曲線確定每一載荷所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力水平曲線確定每一載荷所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力水平i下，達(dá)到疲勞破壞的循環(huán)次數(shù)下，達(dá)到疲勞破壞的循環(huán)次數(shù)Ni；（3）根據(jù)疲勞損傷積累理論計(jì)算每一應(yīng)力水平）根據(jù)疲勞損傷積累理論計(jì)算每一應(yīng)力水平i下下的損傷率的損傷率ni/Ni；（4）計(jì)算總損傷率。）計(jì)算總損傷率。 【例例67】某起重機(jī)部件，每天各種載荷所對(duì)應(yīng)某起重機(jī)部件，每天各種載荷所對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)斷面應(yīng)力及其出現(xiàn)次數(shù)如表所示，循環(huán)基的危險(xiǎn)斷面應(yīng)力及其出現(xiàn)次數(shù)如表所示，循環(huán)基數(shù)數(shù)N0107次。該部件已經(jīng)運(yùn)行次。該部件已經(jīng)運(yùn)行380天，試計(jì)算其天，試計(jì)算其

37、疲勞損傷率。在負(fù)荷強(qiáng)度相同的情況下，該起重疲勞損傷率。在負(fù)荷強(qiáng)度相同的情況下，該起重機(jī)的剩余疲勞壽命為多少？機(jī)的剩余疲勞壽命為多少？某起重機(jī)零件其危險(xiǎn)截面所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力和出某起重機(jī)零件其危險(xiǎn)截面所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力和出現(xiàn)次數(shù)如下：現(xiàn)次數(shù)如下：序號(hào)序號(hào)應(yīng)力（應(yīng)力（MPa）每天出現(xiàn)次每天出現(xiàn)次數(shù)數(shù)對(duì)應(yīng)的疲勞破對(duì)應(yīng)的疲勞破壞循環(huán)次數(shù)壞循環(huán)次數(shù)123651.0104219894.151043135289.31554101559.910658089107 正確答案（1）計(jì)算各種載荷的作用次數(shù)ni；序號(hào)序號(hào)應(yīng)力（應(yīng)力（MPa）總工作日總工作日每天出現(xiàn)每天出現(xiàn)次數(shù)次數(shù)對(duì)應(yīng)載荷的總循對(duì)應(yīng)載荷的總循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)12363

38、80天51.9103219893.421033135281.061044101552.09104580893.38104 （2）計(jì)算每一應(yīng)力水平下的損傷率；序號(hào)序號(hào)應(yīng)力應(yīng)力（MPa）每天出每天出現(xiàn)次數(shù)現(xiàn)次數(shù)對(duì)應(yīng)的疲勞對(duì)應(yīng)的疲勞破壞循環(huán)次破壞循環(huán)次數(shù)數(shù)Ni對(duì)應(yīng)載荷的對(duì)應(yīng)載荷的總作用次數(shù)總作用次數(shù)ni對(duì)應(yīng)應(yīng)力水對(duì)應(yīng)應(yīng)力水平下的損傷平下的損傷率率123651.01041.91030.190219894.151043.421030.0823135289.31051.061040.0114101559.91062.091040.002580891073.38104不產(chǎn)生疲勞損傷 （3）計(jì)算總損傷率： 剩

39、余壽命1333380953天 2.對(duì)于未進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算的機(jī)器設(shè)備，疲勞壽命理論可對(duì)于未進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算的機(jī)器設(shè)備，疲勞壽命理論可以用來(lái)估算這些設(shè)備的剩余物理壽命，其基本步驟如下：以用來(lái)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(xiǎn)斷面。有限壽命計(jì)算需要先知道應(yīng)力）確定危險(xiǎn)斷面。有限壽命計(jì)算需要先知道應(yīng)力值。計(jì)算時(shí)，首先分析承受載荷的情況，確定危險(xiǎn)截面及值。計(jì)算時(shí)，首先分析承受載荷的情況，確定危險(xiǎn)截面及其所承受應(yīng)力的變化規(guī)律，并對(duì)這個(gè)截面進(jìn)行疲勞壽命計(jì)其所承受應(yīng)力的變化規(guī)律，并對(duì)這個(gè)截面進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。如危險(xiǎn)截面無(wú)法完全確定，則應(yīng)對(duì)幾個(gè)可能截面進(jìn)行算。如危險(xiǎn)截面無(wú)法完全確定，則應(yīng)

40、對(duì)幾個(gè)可能截面進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算分析。（2）確定應(yīng)力。計(jì)算每一個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。）確定應(yīng)力。計(jì)算每一個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。（3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。統(tǒng)計(jì)每一個(gè)載荷所對(duì)應(yīng)的）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。統(tǒng)計(jì)每一個(gè)載荷所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（4）確定各系數(shù)?？紤]實(shí)際零件的形狀、尺寸及表）確定各系數(shù)?？紤]實(shí)際零件的形狀、尺寸及表面狀態(tài)，確定應(yīng)力集中系數(shù)面狀態(tài)，確定應(yīng)力集中系數(shù)K、尺寸系數(shù)、尺寸系數(shù)、表面系數(shù)、表面系數(shù)及及不對(duì)稱循環(huán)系數(shù)不對(duì)稱循環(huán)系數(shù)。（5）計(jì)算修正后的應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力集中系數(shù)）計(jì)算修正后的應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力集中系數(shù)K、尺、尺寸系數(shù)寸系數(shù)和表面系數(shù)和表面系數(shù)計(jì)算修正后零件的疲勞極限。計(jì)算修

41、正后零件的疲勞極限。（6）計(jì)算疲勞損傷或疲勞壽命。查與）計(jì)算疲勞損傷或疲勞壽命。查與i對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的Ni，并計(jì)算疲勞損傷或疲勞壽命。并計(jì)算疲勞損傷或疲勞壽命。第四節(jié)損傷零件壽命估算第四節(jié)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(lái)說(shuō)，它還有一定的安全使用壽命。用價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，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(wú)損斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ)，采用斷裂韌性試驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)手段進(jìn)行。檢測(cè)技術(shù)手段進(jìn)行。一、疲勞斷裂的基本過(guò)程一、疲勞斷裂的基本過(guò)程斷裂力學(xué)理論認(rèn)為：零件的缺陷在循環(huán)載荷斷裂力學(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)大到臨界尺寸后的作用下會(huì)逐步擴(kuò)大，當(dāng)缺陷擴(kuò)大到臨