5.表面缺陷探傷技術(shù)

　　常見材料缺陷檢測方法包括磁粉探傷、滲透探傷和渦流探傷等幾種。

　　磁粉探傷的原理是利用鐵磁性試件的導(dǎo)磁性實現(xiàn)的。鐵磁性物質(zhì)的導(dǎo)磁性要比空氣的導(dǎo)磁性強得多，因此表面缺陷處磁阻大，易產(chǎn)生漏磁場，吸引磁粉，形成磁粉堆積。通過觀察磁粉聚集情況就可以確定被探測工件的表面缺陷或近表面缺陷。

　　滲透探傷的依據(jù)是物理化學(xué)中的液體對固體的潤濕能力和毛細(xì)現(xiàn)象(滲透和上升)。首先將被探傷工件的表面涂上具有高度滲透能力的滲透液，滲透液由于潤濕作用及毛細(xì)現(xiàn)象而進人工件的表面缺陷中，然后將工件表面多余的滲透液清洗干凈，再涂一層親和力強的顯像劑，將滲入裂紋中的滲透液吸出來，在顯像劑上便顯現(xiàn)出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案。

　　渦流探傷是當(dāng)通電線圈接近被測表面時，導(dǎo)電的試件表面層將產(chǎn)生渦電流(簡稱渦流)，渦流又會產(chǎn)生交變磁場，該交變磁場又會在激勵線圈中感應(yīng)出電流。由于渦流與表面狀態(tài)有關(guān)，感應(yīng)電流的大小、方向及相位等就會反映出表面缺陷的信息。渦流探傷就是利用這種信息來檢測表面缺陷的。

　　【例題】故障診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細(xì)分為()等基本步驟。

　　A. 信號檢測

　　B、特征提取

　　C、狀態(tài)識別

　　D、數(shù)值比對

　　E、診斷決策

　　【答案】ABCE

　　三機械的可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計

　　(一)可靠性定義及其度量指標(biāo)

　　1.可靠性定義

　　所謂可靠性是指系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。

　　這里所說的規(guī)定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件(溫度、濕度、壓力、振動、沖擊、塵埃、雨淋、日曬等)、使用條件(載荷大小和性質(zhì)、操作者的技術(shù)水平等)、維修條件(維修方法、手段、設(shè)備和技術(shù)水平等)。在不同規(guī)定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。

　　規(guī)定時間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時間的長短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著使用時間或儲存時間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時間的函數(shù)。這里所規(guī)定的時間是廣義的，可以是時間，也可以用距離或循環(huán)次數(shù)等表示。

　　2.可靠性度量指標(biāo)

　　1.可靠度

　　可靠度是可靠性的量化指標(biāo)，即系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率�？煽慷仁菚r間的函數(shù)，常用R(t)表示，稱為可靠度函數(shù)。

　　產(chǎn)品出故障的概率是通過多次試驗中該產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率來估計的。例如，取N個產(chǎn)品進行試驗，若在規(guī)定時間t內(nèi)共有Nf(t)個產(chǎn)品出故障，則該產(chǎn)品可靠度的觀測值可用下式近似表示：

　　R(t)≈[N—Nf(t)]/N(1—14)

　　與可靠度相反的一個參數(shù)叫不可靠度。它是系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)未完成規(guī)定功能的概率，即發(fā)生故障的概率，所以也稱累積故障概率。

　　不可靠度也是時間的函數(shù)，常用F(t)表示。同樣對N個產(chǎn)品進行壽命試驗，試驗到瞬間的故障數(shù)為Nf(t)，則當(dāng)N足夠大時，產(chǎn)品工作到 t 瞬間的不可靠度的觀測值(即累積故障概率)可近似表示為：

　　F(t)≈Nf(t)/N(1—15)

　　可靠度數(shù)值應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的要求來確定，一般原則是根據(jù)故障發(fā)生后導(dǎo)致事故的后果和經(jīng)濟損失而定。

　　2.故障率(或失效率)

　　故障率是指工作到 t 時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障率也是時間的函數(shù)，記為γ(t)，稱為故障率函數(shù)。

　　產(chǎn)品的故障率是一個條件概率，它表示產(chǎn)品在工作到 t 時刻的條件下，單位時間內(nèi)的故障概率。它反映 t 時刻產(chǎn)品發(fā)生故障的速率，稱為產(chǎn)品在該時刻的瞬時故障率且γ(t)，習(xí)慣稱故障率。

　　故障率的觀測值等于N個產(chǎn)品在t時刻后單位時間內(nèi)的故障產(chǎn)品數(shù)△Nf(t)/△t與在t時刻還能正常工作的產(chǎn)品數(shù)Ns(t)之比，即：

　　γ(t)=△Nf(t)/[Ns(t)•△t](1—16)

　　故障率(失效率)的常用單位為(1/106h)。

　　3.平均壽命(或平均無故障工作時間)

　　對非維修產(chǎn)品稱平均壽命，其觀測值為產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時間，或所有試驗產(chǎn)品都觀察到壽命終了時，它們壽命的算術(shù)平均值;

　　對于維修產(chǎn)品來說，稱平均無故障工作時間或平均故障間隔時間，其觀測值等于在使用壽命周期內(nèi)的某段觀察期間累積工作時間與發(fā)生故障次數(shù)之比。

　　4.維修度

　　維修度是指維修產(chǎn)品發(fā)生故障后，在規(guī)定條件(備件貯備、維修工具、維修方法及維修技術(shù)水平等)和規(guī)定時間內(nèi)能修復(fù)的概率，它是維修時間τ的函數(shù)，用M(τ)表示，稱為維修度函數(shù)。

　　5.有效度

　　狹義可靠度R(t)與維修度M(f)的綜合稱為有效度，也稱廣義可靠度。其定義是，對維修產(chǎn)品，在規(guī)定的條件下使用，在規(guī)定維修條件下修理，在規(guī)定的時間內(nèi)具有或維持其規(guī)定功能處于正常狀態(tài)的概率。

　　二、維修性設(shè)計

　　(一)維修及維修性

　　所謂維修是指使產(chǎn)品保持在正常使用和運行狀態(tài)，以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施，包括設(shè)備運行過程中的維護保養(yǎng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷以及故障檢修、調(diào)整和最后的驗收試驗等直至恢復(fù)正常運行等一系列工作。簡言之，為保持或恢復(fù)產(chǎn)品規(guī)定功能采取的技術(shù)措施叫做維修。

　　維修性是指對故障產(chǎn)品修復(fù)的難易程度，即在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成某種產(chǎn)品維修任務(wù)的難易程度。

　　(二)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維修性設(shè)計

　　維修性設(shè)計是指產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計師應(yīng)從維修的觀點出發(fā)，保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出故障，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆、易檢修、易安裝，即可維修度要高。維修度是產(chǎn)品的固有性質(zhì)，它屬于產(chǎn)品固有可靠性的指標(biāo)之一。維修度的高低直接影響產(chǎn)品的維修工時、維修費用，影響產(chǎn)品的利用率。下面就維修性設(shè)計中應(yīng)考慮的主要問題做簡要介紹。

　　1.可達性

　　所謂可達性是指檢修人員接近產(chǎn)品故障部位進行檢查、修理操作、插入工具和更換零件等維修作業(yè)的難易程度

　　2.零組部件的標(biāo)準(zhǔn)化與互換性

　　產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)力求選用標(biāo)準(zhǔn)件，以提高互換性，這將會給產(chǎn)品的使用維修帶來很大方便。因為標(biāo)準(zhǔn)化零件質(zhì)量有保證，品種和規(guī)格大大減少，于是就可以減少備件庫存和資金積壓，既能保證供應(yīng)，又簡化管理。

　　3.維修人員的安全

　　產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計時除考慮操作工人的安全外，還必須考慮維修人員的安全，而這后一項工作往往最容易被人們忽視。

　　(三)可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計的關(guān)系

　　可靠性設(shè)計和維修性設(shè)計是從不同的角度來保證產(chǎn)品的可靠性。前者著重從保證產(chǎn)品的工作性能出發(fā)，力求不出故障或少出故障，是解決本質(zhì)安全問題，在方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計階段就設(shè)法消除危險與有害因素;后者則是從維修的角度考慮，一旦產(chǎn)品發(fā)生故障，其本身就能自動及時發(fā)現(xiàn)故障，并且顯示故障或發(fā)出警報信號，并能自動排除故障或中止故障的擴展。

　　【例題】40.下列項目中，不屬于機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)維修性設(shè)計的是()。07

　　A.可達性

　　B.零組部件的標(biāo)準(zhǔn)化與互換性

　　C.維修人員的安全

　　D.耐環(huán)境設(shè)計

　　【答案】D

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