機械重大裝備壽命預(yù)測綜述

王勝利　岳偉利

摘 要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢，重大機械裝備對經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要的貢獻。其相關(guān)技術(shù)取得了重大的發(fā)展，但是在其發(fā)展的過程中，仍然存在一些問題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運行時間較長，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時間的推移而出現(xiàn)老化磨損等狀況，導(dǎo)致原本的使用壽命被縮短，造成安全隱患的存在。

關(guān)鍵詞 機械重大裝備；壽命預(yù)測

中圖分類號：TH17 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0179-02

機械重大設(shè)備在進行應(yīng)用的過程中，會受到較多因素的影響，對其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進行機械制造生產(chǎn)的過程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點考慮的問題，在這種背景下，針對機械重大設(shè)備的使用壽命進行預(yù)測具有重要的現(xiàn)實意義，能夠較好的去除設(shè)備存在的安全隱患，為企業(yè)節(jié)省成本的同時，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護作用。

1 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測影響因素

1）工作條件。機械重大設(shè)備在使用的過程中，受限于處理的對象的特性，常常需要面對高溫以及強腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對其使用壽命起到了巨大的負(fù)面作用，造成了諸多安全隱患的存在。由此可見，其所處的工作條件對其使用壽命造成了巨大的影響，在進行壽命預(yù)測的時候，必須兼顧這個方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進行，當(dāng)某個部分的零件處于失效狀態(tài)，就會造成整個設(shè)備失效，針對失效的部件進行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識對其進行深入探討，進而實現(xiàn)其預(yù)測。但是，針對機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測研究主要集中在實現(xiàn)的技術(shù)方面，而對各種失效情況的研究較少，這個方面基本處于空白狀態(tài)。

3）荷載因素。目前，學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究方向在荷載方面的研究較少，沒有對其內(nèi)容進行深入的理解，致使這個方面的理論研究進展十分緩慢，造成其對壽命預(yù)測的發(fā)展起到較大的阻礙作用，這種狀況應(yīng)該引起科研領(lǐng)域的重視，在這個方向不斷進行研討，不斷積累理論知識，為設(shè)備的壽命預(yù)測提供較多的

經(jīng)驗[1]。

4）整體與測相對較少。當(dāng)前，一般都是針對機械重大設(shè)備的部分進行預(yù)測，僅涉及到材料等面，而對于設(shè)備的整體進行預(yù)測的行為較為罕見，這說明機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測存在較大的進步空間，科研領(lǐng)域需要在這個方面作出相應(yīng)的努力[2]。

2 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的阻礙

針對設(shè)備進行預(yù)測的過程中，失效問題是影響壽命預(yù)測的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機械重大設(shè)備本身的特性，使得針對其壽命進行研究的樣本相對較少，為了實現(xiàn)壽命的預(yù)測，失效機理成為較佳的選擇。經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行查閱可知，在進行壽命預(yù)測的過程中，需要運用定量的方法，這就涉及到模型的建立，但是這些模型需要在大量實驗的基礎(chǔ)上得來，具有較高的難度。經(jīng)過對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，環(huán)境因素對失效的影響較大，針對失效進行評價的標(biāo)準(zhǔn)與時間有關(guān)，在實驗室環(huán)境下，針對失效問題進行研究的時間以千小時為單位，但是在設(shè)備實際運行的過程中，需要超過20年的期限，這就造成了實驗時間與現(xiàn)實時間之間的矛盾，針對這種情況尋找應(yīng)對方案是學(xué)術(shù)界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。高溫環(huán)境也是能夠?qū)ζ鋲勖a(chǎn)生重要影響的因素，在這個方面進行研究的過程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過事實檢驗，這種方式在運用的過程總時間限制較為明顯，僅在10萬小時的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過這個限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過大[3]。

在進行機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的進程中，在多軸應(yīng)力情形下，設(shè)備的損傷問題也是阻礙預(yù)測的一個因素。設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不簡單，一旦出現(xiàn)損傷現(xiàn)象較難分析。而且實驗室的研究狀況與現(xiàn)實狀況之間存在一定程度的差別，使得預(yù)測的數(shù)值發(fā)生較大的偏差。現(xiàn)實表明，如果不能針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備的損傷過程進行描述，就無法針對其失效機理進行判斷。研究人員為了實現(xiàn)研究成果與現(xiàn)實應(yīng)用的同步連接，已經(jīng)針對其進行了大量的實驗，發(fā)現(xiàn)一些問題的存在。但是，當(dāng)前在針對時間限制進行的研究并不多，是今后學(xué)術(shù)界共同努力的方向。

3 機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個方面的理論的使用條件是材料本身存在斷裂現(xiàn)象。在載荷在發(fā)揮效應(yīng)的時候，斷裂部位的尖端會出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場，其可利用數(shù)學(xué)形式表達為K。當(dāng)這個數(shù)值處于極限的狀態(tài)時，相應(yīng)的部位就會出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過程中，斷裂蔓延會產(chǎn)生斷裂速度。同時，從裂紋開始出現(xiàn)到停止，會產(chǎn)生裂紋長度，設(shè)定其為a，其會在往復(fù)圈次N的作用下而產(chǎn)生的相應(yīng)的變化。根據(jù)這些信息就可以判斷出斷裂現(xiàn)象蔓延的趨勢，可以進一步通過數(shù)學(xué)方式對其進行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對設(shè)備的壽命進行較為精確的計算，但是其設(shè)計的影響指標(biāo)過多，運算過于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達式多種多樣，難以統(tǒng)一。時至今日，對疲勞壽命進行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個數(shù)學(xué)表達式較為常用，但是其在應(yīng)用的過程中需要運用到最初的裂紋面積，但是這個參數(shù)的測定較為困難。

2）S-N曲線法。其中S是指材料應(yīng)力，N則代表壽命。據(jù)調(diào)查，所有應(yīng)力都存在與之相匹配的疲勞壽命；就這個方面而言，應(yīng)力與其成反比，根據(jù)理論可知，如果二者的比值很小，那么疲勞壽命就會出現(xiàn)很大幅度的延長。其主要表達式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測法。針對材料的使用期限進行預(yù)測，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對材料自身的各種特性進行綜合考量，然后將其進行數(shù)字化，實施定量分析方式對其進行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡便，因為在現(xiàn)實世界中針對這些方面的參數(shù)進行研究的過程中難以對其進行測算，如此的情況導(dǎo)致定量分析的數(shù)據(jù)不足，致使定量分析無法進行。為了應(yīng)對這種狀況，人們開始轉(zhuǎn)變研究的方向，并關(guān)注材料壽命的內(nèi)涵中的某種隨機性，概率學(xué)理論正式開始滲透到這個領(lǐng)域致中。研究人員在對其進行研究的過程中，取得了諸多成果，能夠運用數(shù)學(xué)表達式實現(xiàn)壽命的預(yù)測分析。

4 總結(jié)

機械重大設(shè)備的壽命與其工作環(huán)境存在較大的關(guān)聯(lián)，各種高溫、高腐蝕的工作條件使其使用壽命受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，使安全隱患出現(xiàn)，對人們的生命安全造成威脅。針對這種狀況，專家學(xué)者展開了較為深入的研究，得出失效機理對壽命預(yù)測技術(shù)的影響狀況。實驗室中的預(yù)測技術(shù)的使用與現(xiàn)實情況存在較大的偏差，這是當(dāng)前研究領(lǐng)域急需解決的難題。

參考文獻

[1]蘇春華，羅雷，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機壽命預(yù)測[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報，2010（04）：16-118.

[2]涂善東，軒福貞，王衛(wèi)澤.高溫蠕變與斷裂評價的若干關(guān)鍵問題[J].金屬學(xué)報，2010（07）：147-148.

[3]劉墨山.油氣管道剩余強度有限元模擬分析及剩余壽命預(yù)測[J].科技導(dǎo)報，2010（06）：145-146.

[4]鄔平波，溫松濤，王建斌，蘭清群.提速貨車轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架疲勞壽命預(yù)測[J].中國鐵道科學(xué)，2010（01）：225-226.

[5]段雄，李大云.鑄軋輥套的熱結(jié)構(gòu)耦合分析及疲勞壽命預(yù)測研究[J].機械設(shè)計與制造，2010（01）：245-248.endprint

摘 要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢，重大機械裝備對經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要的貢獻。其相關(guān)技術(shù)取得了重大的發(fā)展，但是在其發(fā)展的過程中，仍然存在一些問題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運行時間較長，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時間的推移而出現(xiàn)老化磨損等狀況，導(dǎo)致原本的使用壽命被縮短，造成安全隱患的存在。

關(guān)鍵詞 機械重大裝備；壽命預(yù)測

中圖分類號：TH17 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0179-02

機械重大設(shè)備在進行應(yīng)用的過程中，會受到較多因素的影響，對其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進行機械制造生產(chǎn)的過程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點考慮的問題，在這種背景下，針對機械重大設(shè)備的使用壽命進行預(yù)測具有重要的現(xiàn)實意義，能夠較好的去除設(shè)備存在的安全隱患，為企業(yè)節(jié)省成本的同時，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護作用。

1 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測影響因素

1）工作條件。機械重大設(shè)備在使用的過程中，受限于處理的對象的特性，常常需要面對高溫以及強腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對其使用壽命起到了巨大的負(fù)面作用，造成了諸多安全隱患的存在。由此可見，其所處的工作條件對其使用壽命造成了巨大的影響，在進行壽命預(yù)測的時候，必須兼顧這個方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進行，當(dāng)某個部分的零件處于失效狀態(tài)，就會造成整個設(shè)備失效，針對失效的部件進行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識對其進行深入探討，進而實現(xiàn)其預(yù)測。但是，針對機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測研究主要集中在實現(xiàn)的技術(shù)方面，而對各種失效情況的研究較少，這個方面基本處于空白狀態(tài)。

3）荷載因素。目前，學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究方向在荷載方面的研究較少，沒有對其內(nèi)容進行深入的理解，致使這個方面的理論研究進展十分緩慢，造成其對壽命預(yù)測的發(fā)展起到較大的阻礙作用，這種狀況應(yīng)該引起科研領(lǐng)域的重視，在這個方向不斷進行研討，不斷積累理論知識，為設(shè)備的壽命預(yù)測提供較多的

經(jīng)驗[1]。

4）整體與測相對較少。當(dāng)前，一般都是針對機械重大設(shè)備的部分進行預(yù)測，僅涉及到材料等面，而對于設(shè)備的整體進行預(yù)測的行為較為罕見，這說明機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測存在較大的進步空間，科研領(lǐng)域需要在這個方面作出相應(yīng)的努力[2]。

2 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的阻礙

針對設(shè)備進行預(yù)測的過程中，失效問題是影響壽命預(yù)測的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機械重大設(shè)備本身的特性，使得針對其壽命進行研究的樣本相對較少，為了實現(xiàn)壽命的預(yù)測，失效機理成為較佳的選擇。經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行查閱可知，在進行壽命預(yù)測的過程中，需要運用定量的方法，這就涉及到模型的建立，但是這些模型需要在大量實驗的基礎(chǔ)上得來，具有較高的難度。經(jīng)過對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，環(huán)境因素對失效的影響較大，針對失效進行評價的標(biāo)準(zhǔn)與時間有關(guān)，在實驗室環(huán)境下，針對失效問題進行研究的時間以千小時為單位，但是在設(shè)備實際運行的過程中，需要超過20年的期限，這就造成了實驗時間與現(xiàn)實時間之間的矛盾，針對這種情況尋找應(yīng)對方案是學(xué)術(shù)界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。高溫環(huán)境也是能夠?qū)ζ鋲勖a(chǎn)生重要影響的因素，在這個方面進行研究的過程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過事實檢驗，這種方式在運用的過程總時間限制較為明顯，僅在10萬小時的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過這個限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過大[3]。

在進行機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的進程中，在多軸應(yīng)力情形下，設(shè)備的損傷問題也是阻礙預(yù)測的一個因素。設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不簡單，一旦出現(xiàn)損傷現(xiàn)象較難分析。而且實驗室的研究狀況與現(xiàn)實狀況之間存在一定程度的差別，使得預(yù)測的數(shù)值發(fā)生較大的偏差。現(xiàn)實表明，如果不能針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備的損傷過程進行描述，就無法針對其失效機理進行判斷。研究人員為了實現(xiàn)研究成果與現(xiàn)實應(yīng)用的同步連接，已經(jīng)針對其進行了大量的實驗，發(fā)現(xiàn)一些問題的存在。但是，當(dāng)前在針對時間限制進行的研究并不多，是今后學(xué)術(shù)界共同努力的方向。

3 機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個方面的理論的使用條件是材料本身存在斷裂現(xiàn)象。在載荷在發(fā)揮效應(yīng)的時候，斷裂部位的尖端會出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場，其可利用數(shù)學(xué)形式表達為K。當(dāng)這個數(shù)值處于極限的狀態(tài)時，相應(yīng)的部位就會出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過程中，斷裂蔓延會產(chǎn)生斷裂速度。同時，從裂紋開始出現(xiàn)到停止，會產(chǎn)生裂紋長度，設(shè)定其為a，其會在往復(fù)圈次N的作用下而產(chǎn)生的相應(yīng)的變化。根據(jù)這些信息就可以判斷出斷裂現(xiàn)象蔓延的趨勢，可以進一步通過數(shù)學(xué)方式對其進行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對設(shè)備的壽命進行較為精確的計算，但是其設(shè)計的影響指標(biāo)過多，運算過于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達式多種多樣，難以統(tǒng)一。時至今日，對疲勞壽命進行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個數(shù)學(xué)表達式較為常用，但是其在應(yīng)用的過程中需要運用到最初的裂紋面積，但是這個參數(shù)的測定較為困難。

2）S-N曲線法。其中S是指材料應(yīng)力，N則代表壽命。據(jù)調(diào)查，所有應(yīng)力都存在與之相匹配的疲勞壽命；就這個方面而言，應(yīng)力與其成反比，根據(jù)理論可知，如果二者的比值很小，那么疲勞壽命就會出現(xiàn)很大幅度的延長。其主要表達式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測法。針對材料的使用期限進行預(yù)測，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對材料自身的各種特性進行綜合考量，然后將其進行數(shù)字化，實施定量分析方式對其進行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡便，因為在現(xiàn)實世界中針對這些方面的參數(shù)進行研究的過程中難以對其進行測算，如此的情況導(dǎo)致定量分析的數(shù)據(jù)不足，致使定量分析無法進行。為了應(yīng)對這種狀況，人們開始轉(zhuǎn)變研究的方向，并關(guān)注材料壽命的內(nèi)涵中的某種隨機性，概率學(xué)理論正式開始滲透到這個領(lǐng)域致中。研究人員在對其進行研究的過程中，取得了諸多成果，能夠運用數(shù)學(xué)表達式實現(xiàn)壽命的預(yù)測分析。

4 總結(jié)

機械重大設(shè)備的壽命與其工作環(huán)境存在較大的關(guān)聯(lián)，各種高溫、高腐蝕的工作條件使其使用壽命受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，使安全隱患出現(xiàn)，對人們的生命安全造成威脅。針對這種狀況，專家學(xué)者展開了較為深入的研究，得出失效機理對壽命預(yù)測技術(shù)的影響狀況。實驗室中的預(yù)測技術(shù)的使用與現(xiàn)實情況存在較大的偏差，這是當(dāng)前研究領(lǐng)域急需解決的難題。

參考文獻

[1]蘇春華，羅雷，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機壽命預(yù)測[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報，2010（04）：16-118.

[2]涂善東，軒福貞，王衛(wèi)澤.高溫蠕變與斷裂評價的若干關(guān)鍵問題[J].金屬學(xué)報，2010（07）：147-148.

[3]劉墨山.油氣管道剩余強度有限元模擬分析及剩余壽命預(yù)測[J].科技導(dǎo)報，2010（06）：145-146.

[4]鄔平波，溫松濤，王建斌，蘭清群.提速貨車轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架疲勞壽命預(yù)測[J].中國鐵道科學(xué)，2010（01）：225-226.

[5]段雄，李大云.鑄軋輥套的熱結(jié)構(gòu)耦合分析及疲勞壽命預(yù)測研究[J].機械設(shè)計與制造，2010（01）：245-248.endprint

摘 要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢，重大機械裝備對經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要的貢獻。其相關(guān)技術(shù)取得了重大的發(fā)展，但是在其發(fā)展的過程中，仍然存在一些問題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運行時間較長，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時間的推移而出現(xiàn)老化磨損等狀況，導(dǎo)致原本的使用壽命被縮短，造成安全隱患的存在。

關(guān)鍵詞 機械重大裝備；壽命預(yù)測

中圖分類號：TH17 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0179-02

機械重大設(shè)備在進行應(yīng)用的過程中，會受到較多因素的影響，對其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進行機械制造生產(chǎn)的過程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點考慮的問題，在這種背景下，針對機械重大設(shè)備的使用壽命進行預(yù)測具有重要的現(xiàn)實意義，能夠較好的去除設(shè)備存在的安全隱患，為企業(yè)節(jié)省成本的同時，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護作用。

1 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測影響因素

1）工作條件。機械重大設(shè)備在使用的過程中，受限于處理的對象的特性，常常需要面對高溫以及強腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對其使用壽命起到了巨大的負(fù)面作用，造成了諸多安全隱患的存在。由此可見，其所處的工作條件對其使用壽命造成了巨大的影響，在進行壽命預(yù)測的時候，必須兼顧這個方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進行，當(dāng)某個部分的零件處于失效狀態(tài)，就會造成整個設(shè)備失效，針對失效的部件進行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識對其進行深入探討，進而實現(xiàn)其預(yù)測。但是，針對機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測研究主要集中在實現(xiàn)的技術(shù)方面，而對各種失效情況的研究較少，這個方面基本處于空白狀態(tài)。

3）荷載因素。目前，學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究方向在荷載方面的研究較少，沒有對其內(nèi)容進行深入的理解，致使這個方面的理論研究進展十分緩慢，造成其對壽命預(yù)測的發(fā)展起到較大的阻礙作用，這種狀況應(yīng)該引起科研領(lǐng)域的重視，在這個方向不斷進行研討，不斷積累理論知識，為設(shè)備的壽命預(yù)測提供較多的

經(jīng)驗[1]。

4）整體與測相對較少。當(dāng)前，一般都是針對機械重大設(shè)備的部分進行預(yù)測，僅涉及到材料等面，而對于設(shè)備的整體進行預(yù)測的行為較為罕見，這說明機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測存在較大的進步空間，科研領(lǐng)域需要在這個方面作出相應(yīng)的努力[2]。

2 機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的阻礙

針對設(shè)備進行預(yù)測的過程中，失效問題是影響壽命預(yù)測的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機械重大設(shè)備本身的特性，使得針對其壽命進行研究的樣本相對較少，為了實現(xiàn)壽命的預(yù)測，失效機理成為較佳的選擇。經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行查閱可知，在進行壽命預(yù)測的過程中，需要運用定量的方法，這就涉及到模型的建立，但是這些模型需要在大量實驗的基礎(chǔ)上得來，具有較高的難度。經(jīng)過對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，環(huán)境因素對失效的影響較大，針對失效進行評價的標(biāo)準(zhǔn)與時間有關(guān)，在實驗室環(huán)境下，針對失效問題進行研究的時間以千小時為單位，但是在設(shè)備實際運行的過程中，需要超過20年的期限，這就造成了實驗時間與現(xiàn)實時間之間的矛盾，針對這種情況尋找應(yīng)對方案是學(xué)術(shù)界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。高溫環(huán)境也是能夠?qū)ζ鋲勖a(chǎn)生重要影響的因素，在這個方面進行研究的過程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過事實檢驗，這種方式在運用的過程總時間限制較為明顯，僅在10萬小時的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過這個限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過大[3]。

在進行機械重大設(shè)備壽命預(yù)測的進程中，在多軸應(yīng)力情形下，設(shè)備的損傷問題也是阻礙預(yù)測的一個因素。設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不簡單，一旦出現(xiàn)損傷現(xiàn)象較難分析。而且實驗室的研究狀況與現(xiàn)實狀況之間存在一定程度的差別，使得預(yù)測的數(shù)值發(fā)生較大的偏差。現(xiàn)實表明，如果不能針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備的損傷過程進行描述，就無法針對其失效機理進行判斷。研究人員為了實現(xiàn)研究成果與現(xiàn)實應(yīng)用的同步連接，已經(jīng)針對其進行了大量的實驗，發(fā)現(xiàn)一些問題的存在。但是，當(dāng)前在針對時間限制進行的研究并不多，是今后學(xué)術(shù)界共同努力的方向。

3 機械重大設(shè)備的壽命預(yù)測技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個方面的理論的使用條件是材料本身存在斷裂現(xiàn)象。在載荷在發(fā)揮效應(yīng)的時候，斷裂部位的尖端會出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場，其可利用數(shù)學(xué)形式表達為K。當(dāng)這個數(shù)值處于極限的狀態(tài)時，相應(yīng)的部位就會出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過程中，斷裂蔓延會產(chǎn)生斷裂速度。同時，從裂紋開始出現(xiàn)到停止，會產(chǎn)生裂紋長度，設(shè)定其為a，其會在往復(fù)圈次N的作用下而產(chǎn)生的相應(yīng)的變化。根據(jù)這些信息就可以判斷出斷裂現(xiàn)象蔓延的趨勢，可以進一步通過數(shù)學(xué)方式對其進行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對設(shè)備的壽命進行較為精確的計算，但是其設(shè)計的影響指標(biāo)過多，運算過于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達式多種多樣，難以統(tǒng)一。時至今日，對疲勞壽命進行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個數(shù)學(xué)表達式較為常用，但是其在應(yīng)用的過程中需要運用到最初的裂紋面積，但是這個參數(shù)的測定較為困難。

2）S-N曲線法。其中S是指材料應(yīng)力，N則代表壽命。據(jù)調(diào)查，所有應(yīng)力都存在與之相匹配的疲勞壽命；就這個方面而言，應(yīng)力與其成反比，根據(jù)理論可知，如果二者的比值很小，那么疲勞壽命就會出現(xiàn)很大幅度的延長。其主要表達式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測法。針對材料的使用期限進行預(yù)測，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對材料自身的各種特性進行綜合考量，然后將其進行數(shù)字化，實施定量分析方式對其進行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡便，因為在現(xiàn)實世界中針對這些方面的參數(shù)進行研究的過程中難以對其進行測算，如此的情況導(dǎo)致定量分析的數(shù)據(jù)不足，致使定量分析無法進行。為了應(yīng)對這種狀況，人們開始轉(zhuǎn)變研究的方向，并關(guān)注材料壽命的內(nèi)涵中的某種隨機性，概率學(xué)理論正式開始滲透到這個領(lǐng)域致中。研究人員在對其進行研究的過程中，取得了諸多成果，能夠運用數(shù)學(xué)表達式實現(xiàn)壽命的預(yù)測分析。

4 總結(jié)

機械重大設(shè)備的壽命與其工作環(huán)境存在較大的關(guān)聯(lián)，各種高溫、高腐蝕的工作條件使其使用壽命受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，使安全隱患出現(xiàn)，對人們的生命安全造成威脅。針對這種狀況，專家學(xué)者展開了較為深入的研究，得出失效機理對壽命預(yù)測技術(shù)的影響狀況。實驗室中的預(yù)測技術(shù)的使用與現(xiàn)實情況存在較大的偏差，這是當(dāng)前研究領(lǐng)域急需解決的難題。

參考文獻

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