机器设备寿命估算
一、单项选择题
1．正常的磨损过程分为三个阶段：初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段。下列各项中，(   )具有初期磨损阶段的特点。
A．磨损速度快，磨损量急剧上升，机器设备的精度、技术性能和生产效率明显下降
B．磨损速度快，各零部件表面的宏观几何形状和微观几何形状都发生明显变化
C．磨损速度慢，磨损情况比较稳定，磨损量基本随时间均匀增加
D．磨损量与时间或加工数量成正比

正确答案:B　解题思路：选项A、D属于正常磨损阶段的特点，C项属于急剧磨损阶段的特点。
 
2．试件在交变应力的作用下，能够承受无限次应力循环而不发生破坏的最大应力称为(   )。
A．断裂极限
B．屈服极限
C．疲劳极限
D．强度极限

正确答案:C　解题思路：试件在交变应力的作用下，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疲劳极限。
 
3．设备的正常磨损寿命应该是(   )。
A．初期磨损阶段与正常磨损阶段之和
B．初期磨损阶段与急剧磨损阶段之和
C．正常磨损阶段与急剧磨损阶段之和
D．初期、正常、急剧磨损阶段之和

正确答案:A　解题思路：设备的正常磨损寿命应该为初级磨损阶段与正常磨损阶段之和。
 
4．设备失效导致设备产生的贬值属于(   )。
A．功能性贬值
B．实体性贬值
C．技术性贬值
D．经济性贬值

正确答案:B　解题思路：设备失效指实物形态上的破坏，故属于实体性贬值。磨损主要发生在具有相对运动的零部件上，如轴承、齿轮、机床轨道等，其后果是破坏零部件的配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限时，将导致设备的失效。它是机器设备实体性损耗的主要形式之一，最终导致实体性贬值。
 
5．设备的自然寿命与(   )无关。
A．日照
B．温度
C．无形磨损
D．摩擦磨损

正确答案:C　解题思路：自然寿命受有形磨损影响，引起设备的有形磨损的原因很多，如摩擦损耗、疲劳损耗、腐蚀、蠕变、冲击、温度、日照、霉变等。简单的机器可能只受一种形式的损伤，其自然寿命一般根据所受的损伤形式来计算。如以摩擦损耗为主的机器，自然寿命是根据其磨损寿命确定；受疲劳载荷作用的机器设备，自然寿命是根据疲劳寿命来确定。复杂的机器往往同时承受多种损伤。
 
二、多项选择题
6．零部件的疲劳极限，除了和材料有关以外，还受到(   )的影响。
A．应力集中系数
B．环境温度
C．零件尺寸
D．表面状态
E．腐蚀

正确答案:ACD　解题思路：零件的疲劳极限和是根据所使用材料的疲劳极限，考虑零件的应力循环特性、尺寸效应、表面状态应力集中等因素确定。
 
7．以下说法中，正确的是(   )。
A．结构钢材承受的应力超过σ时发生屈服
B．在制造或使用中形成了裂纹，该裂纹不可修复意味着设备立即丧失其使用价值
C．屈服极限和强度极限是评价材料静强度的重要指标
D．试件所能承受应力的最大值称为强度极限
E．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

正确答案:ACD　解题思路：零件所承受的应力超过该零件的疲劳极限时，先产生疲劳损伤，然后才会发生疲劳破坏。
 
8．机器设备的第一种有形磨损与(   )有关。
A．设备的保养情况
B．设备的能力利用率
C．设备使用的合理性
D．设备保管条件
E．设备的计划时间利用率

正确答案:ABCE　解题思路：设备的第一种有形磨损与使用时间和使用强度有关。A项设备的计划时间利用率是设备时间利用率，与设备的使用时间相关；D项设备保管条件与第二种有形磨损相关。
 
9．下列说法中，正确的是(   )。
A．材料的耐磨性强，则磨损强度大，磨损速度慢
B．材料的耐磨性差，则磨损强度大，磨损速度快
C．材料的抗磨强度越大，磨损强度越小，零件的工作时间越长
D．设备的正常磨损寿命是指设备处于初期磨损阶段与正常磨损阶段的时间之和
E．设备的正常磨损寿命是指设备处于正常磨损阶段的时间

正确答案:BCD　解题思路：设备的正常磨损寿命是指设备初期磨损阶段与正常磨损阶段的时间之和；材料的耐磨性强，则磨损强度小，磨损速度慢。
 
10．设备的有形磨损会影响设备的(   )。
A．自然寿命
B．疲劳寿命
C．经济寿命
D．技术寿命
E．理论寿命

正确答案:AC　解题思路：设备的有形磨损会影响设备的自然寿命和经济寿命。
 
三、简答题
11．循环应力的特性有哪些？
 

正确答案:
循环应力的特性用最小应力σ与最大应力σ的比值r=σ／σ表示，r称为循环特征。对应于不同循环特征，有不同的S-N曲线、疲劳极限和条件疲劳极限。对不同方向的应力，可用正负值加以区别，如拉应力为正值，压应力为负值。当r=1，即σ=-σ时，称为对称循环应力；当r=0，即σ=0时，称为脉动循环应力；当r=+1，即σ=σ时，应力不随时间变化，称为静应力；当+1>r>-1时，统称为不对称循环应力。对应于不同循环特征，有不同的S-N曲线、疲劳极限和有限寿命的条件疲劳极限。
 
12．疲劳寿命的定义是什么？
 

正确答案:
疲劳损伤发生在受交变应力（或应变）作用的零件和构件，如起重机的桥架和其他结构件、压力容器、机器的轴和齿轮等，它导致零件或构件的过大变形或断裂。零件和构件在低于材料屈服极限的交变应力（或应变）的反复作用下，经过一定的循环次数以后，在应力集中部位萌生裂纹，裂纹在一定条件下扩展，最终突然断裂，这一失效过程称为疲劳破坏。材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。根据应力循环次数分为高周疲劳和低周疲劳，在机械工程中最常见的是高周疲劳。
 
13．何谓应力？
 

正确答案:
应力是机械零件的材料内任一点处由于外力作用或不均匀加热或永久变形产生的单位截面积上的内力。应力用内力与截面积的比值表示。分为正应力（或法向应力），用σ表示；切应力（或剪应力），用r表示。正应力和切应力的矢量和为总应力。正应力表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩作用，切应力表示相互错动的作用。正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量，常用的单位是兆帕(MPa)。