2013注評《機電設備評估基礎》預習：疲勞壽命理論的應用

第六章　機器設備壽命估算

　　知識點九、疲勞壽命理論的應用

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

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

　�。�1）統(tǒng)計計算危險斷面各種載荷所對應的名義應力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的應力水平σ_i下，達到疲勞破壞的循環(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.對于未進行疲勞壽命計算的機器設備，疲勞壽命理論可以用來估算這些設備的剩余物理壽命，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力的變化規(guī)律，并對這個截面進行疲勞壽命計算。如危險截面無法完全確定，則應對幾個可能截面進行計算分析。

　�。�2）確定應力。計算每一個載荷對應的應力值。

　�。�3）計算應力循環(huán)次數(shù)。統(tǒng)計每一個載荷所對應的應力循環(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）計算修正后的應力。根據(jù)應力集中系數(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對應的N_i，并計算疲勞損傷或疲勞壽命。