王勝利　岳偉利

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)，重大機(jī)械裝備對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。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(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時(shí)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(jī)械重大裝備；壽命預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0179-02

機(jī)械重大設(shè)備在進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)受到較多因素的影響，對(duì)其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)的過(guò)程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，在這種背景下，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)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(shí)，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護(hù)作用。

1 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)影響因素

1）工作條件。機(jī)械重大設(shè)備在使用的過(guò)程中，受限于處理的對(duì)象的特性，常常需要面對(duì)高溫以及強(qiáng)腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對(duì)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(jiàn)，其所處的工作條件對(duì)其使用壽命造成了巨大的影響，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的時(shí)候，必須兼顧這個(gè)方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個(gè)領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進(jìn)行，當(dāng)某個(gè)部分的零件處于失效狀態(tài)，就會(huì)造成整個(gè)設(shè)備失效，針對(duì)失效的部件進(jìn)行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行深入探討，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其預(yù)測(cè)。但是，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)研究主要集中在實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方面，而對(duì)各種失效情況的研究較少，這個(gè)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(méi)有對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行深入的理解，致使這個(gè)方面的理論研究進(jìn)展十分緩慢，造成其對(duì)壽命預(yù)測(cè)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(gè)方向不斷進(jìn)行研討，不斷積累理論知識(shí)，為設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)提供較多的

經(jīng)驗(yàn)[1]。

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

2 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)的阻礙

針對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)的過(guò)程中，失效問(wèn)題是影響壽命預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機(jī)械重大設(shè)備本身的特性，使得針對(duì)其壽命進(jìn)行研究的樣本相對(duì)較少，為了實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)，失效機(jī)理成為較佳的選擇。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱可知，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的過(guò)程中，需要運(yùn)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)，具有較高的難度。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，環(huán)境因素對(duì)失效的影響較大，針對(duì)失效進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)間有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，針對(duì)失效問(wèn)題進(jìn)行研究的時(shí)間以千小時(shí)為單位，但是在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，需要超過(guò)20年的期限，這就造成了實(shí)驗(yàn)時(shí)間與現(xiàn)實(shí)時(shí)間之間的矛盾，針對(duì)這種情況尋找應(yīng)對(duì)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(gè)方面進(jìn)行研究的過(guò)程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過(guò)事實(shí)檢驗(yàn)，這種方式在運(yùn)用的過(guò)程總時(shí)間限制較為明顯，僅在10萬(wàn)小時(shí)的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過(guò)這個(gè)限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過(guò)大[3]。

在進(jìn)行機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)的進(jìn)程中，在多軸應(yīng)力情形下，設(shè)備的損傷問(wèn)題也是阻礙預(yù)測(cè)的一個(gè)因素。設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)損傷現(xiàn)象較難分析。而且實(shí)驗(yàn)室的研究狀況與現(xiàn)實(shí)狀況之間存在一定程度的差別，使得預(yù)測(cè)的數(shù)值發(fā)生較大的偏差?，F(xiàn)實(shí)表明，如果不能針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備的損傷過(guò)程進(jìn)行描述，就無(wú)法針對(duì)其失效機(jī)理進(jìn)行判斷。研究人員為了實(shí)現(xiàn)研究成果與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的同步連接，已經(jīng)針對(duì)其進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題的存在。但是，當(dāng)前在針對(duì)時(shí)間限制進(jìn)行的研究并不多，是今后學(xué)術(shù)界共同努力的方向。

3 機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個(gè)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(shí)候，斷裂部位的尖端會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場(chǎng)，其可利用數(shù)學(xué)形式表達(dá)為K。當(dāng)這個(gè)數(shù)值處于極限的狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的部位就會(huì)出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過(guò)程中，斷裂蔓延會(huì)產(chǎn)生斷裂速度。同時(shí)，從裂紋開(kāi)始出現(xiàn)到停止，會(huì)產(chǎn)生裂紋長(zhǎng)度，設(shè)定其為a，其會(huì)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(shì)，可以進(jìn)一步通過(guò)數(shù)學(xué)方式對(duì)其進(jìn)行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對(duì)設(shè)備的壽命進(jìn)行較為精確的計(jì)算，但是其設(shè)計(jì)的影響指標(biāo)過(guò)多，運(yùn)算過(guò)于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式多種多樣，難以統(tǒng)一。時(shí)至今日，對(duì)疲勞壽命進(jìn)行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點(diǎn)。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式較為常用，但是其在應(yīng)用的過(guò)程中需要運(yùn)用到最初的裂紋面積，但是這個(gè)參數(shù)的測(cè)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(gè)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(huì)出現(xiàn)很大幅度的延長(zhǎng)。其主要表達(dá)式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測(cè)法。針對(duì)材料的使用期限進(jìn)行預(yù)測(cè)，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對(duì)材料自身的各種特性進(jìn)行綜合考量，然后將其進(jìn)行數(shù)字化，實(shí)施定量分析方式對(duì)其進(jìn)行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡(jiǎn)便，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中針對(duì)這些方面的參數(shù)進(jìn)行研究的過(guò)程中難以對(duì)其進(jìn)行測(cè)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(wú)法進(jìn)行。為了應(yīng)對(duì)這種狀況，人們開(kāi)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(jī)性，概率學(xué)理論正式開(kāi)始滲透到這個(gè)領(lǐng)域致中。研究人員在對(duì)其進(jìn)行研究的過(guò)程中，取得了諸多成果，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)表達(dá)式實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)分析。

4 總結(jié)

機(jī)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(duì)人們的生命安全造成威脅。針對(duì)這種狀況，專(zhuān)家學(xué)者展開(kāi)了較為深入的研究，得出失效機(jī)理對(duì)壽命預(yù)測(cè)技術(shù)的影響狀況。實(shí)驗(yàn)室中的預(yù)測(cè)技術(shù)的使用與現(xiàn)實(shí)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(xiàn)

[1]蘇春華，羅雷，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（04）：16-118.

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

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

[4]鄔平波，溫松濤，王建斌，蘭清群.提速貨車(chē)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架疲勞壽命預(yù)測(cè)[J].中國(guó)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(cè)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010（01）：245-248.endprint

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)，重大機(jī)械裝備對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。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(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時(shí)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(jī)械重大裝備；壽命預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0179-02

機(jī)械重大設(shè)備在進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)受到較多因素的影響，對(duì)其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)的過(guò)程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，在這種背景下，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)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(shí)，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護(hù)作用。

1 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)影響因素

1）工作條件。機(jī)械重大設(shè)備在使用的過(guò)程中，受限于處理的對(duì)象的特性，常常需要面對(duì)高溫以及強(qiáng)腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對(duì)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(jiàn)，其所處的工作條件對(duì)其使用壽命造成了巨大的影響，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的時(shí)候，必須兼顧這個(gè)方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個(gè)領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進(jìn)行，當(dāng)某個(gè)部分的零件處于失效狀態(tài)，就會(huì)造成整個(gè)設(shè)備失效，針對(duì)失效的部件進(jìn)行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行深入探討，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其預(yù)測(cè)。但是，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)研究主要集中在實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方面，而對(duì)各種失效情況的研究較少，這個(gè)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(méi)有對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行深入的理解，致使這個(gè)方面的理論研究進(jìn)展十分緩慢，造成其對(duì)壽命預(yù)測(cè)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(gè)方向不斷進(jìn)行研討，不斷積累理論知識(shí)，為設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)提供較多的

經(jīng)驗(yàn)[1]。

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

2 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)的阻礙

針對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)的過(guò)程中，失效問(wèn)題是影響壽命預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機(jī)械重大設(shè)備本身的特性，使得針對(duì)其壽命進(jìn)行研究的樣本相對(duì)較少，為了實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)，失效機(jī)理成為較佳的選擇。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱可知，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的過(guò)程中，需要運(yùn)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)，具有較高的難度。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，環(huán)境因素對(duì)失效的影響較大，針對(duì)失效進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)間有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，針對(duì)失效問(wèn)題進(jìn)行研究的時(shí)間以千小時(shí)為單位，但是在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，需要超過(guò)20年的期限，這就造成了實(shí)驗(yàn)時(shí)間與現(xiàn)實(shí)時(shí)間之間的矛盾，針對(duì)這種情況尋找應(yīng)對(duì)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(gè)方面進(jìn)行研究的過(guò)程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過(guò)事實(shí)檢驗(yàn)，這種方式在運(yùn)用的過(guò)程總時(shí)間限制較為明顯，僅在10萬(wàn)小時(shí)的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過(guò)這個(gè)限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過(guò)大[3]。

在進(jìn)行機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)的進(jìn)程中，在多軸應(yīng)力情形下，設(shè)備的損傷問(wèn)題也是阻礙預(yù)測(cè)的一個(gè)因素。設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)損傷現(xiàn)象較難分析。而且實(shí)驗(yàn)室的研究狀況與現(xiàn)實(shí)狀況之間存在一定程度的差別，使得預(yù)測(cè)的數(shù)值發(fā)生較大的偏差?，F(xiàn)實(shí)表明，如果不能針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備的損傷過(guò)程進(jìn)行描述，就無(wú)法針對(duì)其失效機(jī)理進(jìn)行判斷。研究人員為了實(shí)現(xiàn)研究成果與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的同步連接，已經(jīng)針對(duì)其進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題的存在。但是，當(dāng)前在針對(duì)時(shí)間限制進(jìn)行的研究并不多，是今后學(xué)術(shù)界共同努力的方向。

3 機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個(gè)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(shí)候，斷裂部位的尖端會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場(chǎng)，其可利用數(shù)學(xué)形式表達(dá)為K。當(dāng)這個(gè)數(shù)值處于極限的狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的部位就會(huì)出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過(guò)程中，斷裂蔓延會(huì)產(chǎn)生斷裂速度。同時(shí)，從裂紋開(kāi)始出現(xiàn)到停止，會(huì)產(chǎn)生裂紋長(zhǎng)度，設(shè)定其為a，其會(huì)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(shì)，可以進(jìn)一步通過(guò)數(shù)學(xué)方式對(duì)其進(jìn)行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對(duì)設(shè)備的壽命進(jìn)行較為精確的計(jì)算，但是其設(shè)計(jì)的影響指標(biāo)過(guò)多，運(yùn)算過(guò)于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式多種多樣，難以統(tǒng)一。時(shí)至今日，對(duì)疲勞壽命進(jìn)行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點(diǎn)。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式較為常用，但是其在應(yīng)用的過(guò)程中需要運(yùn)用到最初的裂紋面積，但是這個(gè)參數(shù)的測(cè)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(gè)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(huì)出現(xiàn)很大幅度的延長(zhǎng)。其主要表達(dá)式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測(cè)法。針對(duì)材料的使用期限進(jìn)行預(yù)測(cè)，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對(duì)材料自身的各種特性進(jìn)行綜合考量，然后將其進(jìn)行數(shù)字化，實(shí)施定量分析方式對(duì)其進(jìn)行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡(jiǎn)便，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中針對(duì)這些方面的參數(shù)進(jìn)行研究的過(guò)程中難以對(duì)其進(jìn)行測(cè)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(wú)法進(jìn)行。為了應(yīng)對(duì)這種狀況，人們開(kāi)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(jī)性，概率學(xué)理論正式開(kāi)始滲透到這個(gè)領(lǐng)域致中。研究人員在對(duì)其進(jìn)行研究的過(guò)程中，取得了諸多成果，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)表達(dá)式實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)分析。

4 總結(jié)

機(jī)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(duì)人們的生命安全造成威脅。針對(duì)這種狀況，專(zhuān)家學(xué)者展開(kāi)了較為深入的研究，得出失效機(jī)理對(duì)壽命預(yù)測(cè)技術(shù)的影響狀況。實(shí)驗(yàn)室中的預(yù)測(cè)技術(shù)的使用與現(xiàn)實(shí)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(xiàn)

[1]蘇春華，羅雷，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（04）：16-118.

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

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

[4]鄔平波，溫松濤，王建斌，蘭清群.提速貨車(chē)轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架側(cè)架疲勞壽命預(yù)測(cè)[J].中國(guó)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(cè)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010（01）：245-248.endprint

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出較為蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)，重大機(jī)械裝備對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。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(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題影響了其使用壽命。其工作環(huán)境較為惡劣，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，作業(yè)內(nèi)容較為艱難，使得其隨著時(shí)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(jī)械重大裝備；壽命預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0179-02

機(jī)械重大設(shè)備在進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)受到較多因素的影響，對(duì)其使用壽命造成較為嚴(yán)重的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人本思想的滲透，在進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)的過(guò)程中，工作人員的安全成為企業(yè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，在這種背景下，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)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(shí)，也能夠?qū)ぷ魅藛T的生命安全起到良好的保護(hù)作用。

1 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)影響因素

1）工作條件。機(jī)械重大設(shè)備在使用的過(guò)程中，受限于處理的對(duì)象的特性，常常需要面對(duì)高溫以及強(qiáng)腐蝕等狀況，致使其工作條件十分惡劣，對(duì)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(jiàn)，其所處的工作條件對(duì)其使用壽命造成了巨大的影響，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的時(shí)候，必須兼顧這個(gè)方面的影響因素。

2）失效因素研究較弱。這個(gè)領(lǐng)域的研究主要利用部分代表整體的方式進(jìn)行，當(dāng)某個(gè)部分的零件處于失效狀態(tài)，就會(huì)造成整個(gè)設(shè)備失效，針對(duì)失效的部件進(jìn)行研究，判斷失效的原因，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行深入探討，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其預(yù)測(cè)。但是，針對(duì)機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)研究主要集中在實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方面，而對(duì)各種失效情況的研究較少，這個(gè)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(méi)有對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行深入的理解，致使這個(gè)方面的理論研究進(jìn)展十分緩慢，造成其對(duì)壽命預(yù)測(cè)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(gè)方向不斷進(jìn)行研討，不斷積累理論知識(shí)，為設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)提供較多的

經(jīng)驗(yàn)[1]。

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

2 機(jī)械重大設(shè)備壽命預(yù)測(cè)的阻礙

針對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)的過(guò)程中，失效問(wèn)題是影響壽命預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素，一旦其發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致壽命技術(shù)隨之而作出相應(yīng)的改變。由于機(jī)械重大設(shè)備本身的特性，使得針對(duì)其壽命進(jìn)行研究的樣本相對(duì)較少，為了實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)，失效機(jī)理成為較佳的選擇。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱可知，在進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)的過(guò)程中，需要運(yùn)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)，具有較高的難度。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，環(huán)境因素對(duì)失效的影響較大，針對(duì)失效進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)間有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，針對(duì)失效問(wèn)題進(jìn)行研究的時(shí)間以千小時(shí)為單位，但是在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，需要超過(guò)20年的期限，這就造成了實(shí)驗(yàn)時(shí)間與現(xiàn)實(shí)時(shí)間之間的矛盾，針對(duì)這種情況尋找應(yīng)對(duì)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(gè)方面進(jìn)行研究的過(guò)程中，以往都是在特定的公式的指導(dǎo)下完成，但是經(jīng)過(guò)事實(shí)檢驗(yàn)，這種方式在運(yùn)用的過(guò)程總時(shí)間限制較為明顯，僅在10萬(wàn)小時(shí)的范圍內(nèi)能夠發(fā)揮較好的作用，超過(guò)這個(gè)限度之后便很難發(fā)揮出作用，出現(xiàn)的誤差過(guò)大[3]。

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

3 機(jī)械重大設(shè)備的壽命預(yù)測(cè)技術(shù)

1）斷裂理論方法。這個(gè)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(shí)候，斷裂部位的尖端會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的彈性磁場(chǎng)，其可利用數(shù)學(xué)形式表達(dá)為K。當(dāng)這個(gè)數(shù)值處于極限的狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的部位就會(huì)出現(xiàn)裂紋。在斷裂發(fā)生的過(guò)程中，斷裂蔓延會(huì)產(chǎn)生斷裂速度。同時(shí)，從裂紋開(kāi)始出現(xiàn)到停止，會(huì)產(chǎn)生裂紋長(zhǎng)度，設(shè)定其為a，其會(huì)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(shì)，可以進(jìn)一步通過(guò)數(shù)學(xué)方式對(duì)其進(jìn)行表述：Da/dN=f（△K，R，……）。

這種方式雖然可以針對(duì)設(shè)備的壽命進(jìn)行較為精確的計(jì)算，但是其設(shè)計(jì)的影響指標(biāo)過(guò)多，運(yùn)算過(guò)于繁復(fù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式多種多樣，難以統(tǒng)一。時(shí)至今日，對(duì)疲勞壽命進(jìn)行的研究仍然是學(xué)術(shù)領(lǐng)域鉆研的重點(diǎn)。雖然已經(jīng)出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式較為常用，但是其在應(yīng)用的過(guò)程中需要運(yùn)用到最初的裂紋面積，但是這個(gè)參數(shù)的測(cè)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(gè)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(huì)出現(xiàn)很大幅度的延長(zhǎng)。其主要表達(dá)式為：SaN=C。

3）概率預(yù)測(cè)法。針對(duì)材料的使用期限進(jìn)行預(yù)測(cè)，早已經(jīng)形成一套固定的流程，需要對(duì)材料自身的各種特性進(jìn)行綜合考量，然后將其進(jìn)行數(shù)字化，實(shí)施定量分析方式對(duì)其進(jìn)行研究。但是這種作法僅在理論上看似簡(jiǎn)便，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中針對(duì)這些方面的參數(shù)進(jìn)行研究的過(guò)程中難以對(duì)其進(jìn)行測(cè)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(wú)法進(jìn)行。為了應(yīng)對(duì)這種狀況，人們開(kāi)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(jī)性，概率學(xué)理論正式開(kāi)始滲透到這個(gè)領(lǐng)域致中。研究人員在對(duì)其進(jìn)行研究的過(guò)程中，取得了諸多成果，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)表達(dá)式實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測(cè)分析。

4 總結(jié)

機(jī)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(duì)人們的生命安全造成威脅。針對(duì)這種狀況，專(zhuān)家學(xué)者展開(kāi)了較為深入的研究，得出失效機(jī)理對(duì)壽命預(yù)測(cè)技術(shù)的影響狀況。實(shí)驗(yàn)室中的預(yù)測(cè)技術(shù)的使用與現(xiàn)實(shí)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(xiàn)

[1]蘇春華，羅雷，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（04）：16-118.

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