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高低溫低氣壓試驗箱產(chǎn)品耐久性設(shè)計分析知識

發(fā)布時間: 2019-12-02  點擊次數(shù): 2019次

高低溫低氣壓試驗箱主要規(guī)格和技術(shù)參數(shù):

型號

SE-DQ250

SE-DQ500

SE-DQ1000

SE-DQ2000

內(nèi)尺寸(D×W×H)

60×60×70

80×70×90

100×100×100

120×120×150

電源

AC380V/50HZ三相四線+接地線

調(diào)溫方式

平衡調(diào)溫方式(BTC方式)

溫度范圍

-70℃~150℃

溫度波動度

≤1.0℃(常壓空載)

溫度均勻度

≤2.0·C(常壓空載)

溫度偏差

±2.0℃(常壓空載)

升降溫速率

升溫(20~+150℃)≤50min   降溫(20~-60℃)1.0℃/min

壓力范圍

常壓~1 kPa

常壓~0.5 kPa

壓力精度

±2KPa(常壓~40KPa時);±5%(40KPa~4KPa時);

±0.1KPa(4KPa~1KPa時)

降壓速率

≤45min(常壓→1KPa)

外殼材料

防銹處理冷軋薄鋼板(表面噴塑)

內(nèi)膽材料

不銹鋼板

承壓材料

防銹處理厚銅板(表面憤塑)

保jE材料

玻璃棉聚氨酶發(fā)j包

制冷機

半封閉壓縮機

冷卻方式

水冷

抽真空方式

機械旋片式真空泵(萊寶)

加熱器

鎮(zhèn)-錯合金加熱器

鼓風(fēng)機

軸流風(fēng)機

觀察窗

觀察窗鍍膜中空玻璃

溫度傳感器

Pt100鎧裝鈾電阻

控制器

LCD觸摸屏控制器

安全裝置

超溫保護(hù),壓縮機缺油、超莊、斷路、風(fēng)機過載保護(hù),電面缺帽保護(hù),漏電保護(hù),缺水保護(hù),真空泵故障報警

標(biāo)準(zhǔn)配置

觀察窗(φ100,位于左側(cè)1個),擱板,擱板架(2套),箱內(nèi)節(jié)能燈,時間累積器,待測品輔助電源3組

選項配件

遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機及軟件,視頻監(jiān)控系統(tǒng),快速回壓裝置,快速降壓裝置,氮氣輔助裝置

耐久性是什么?耐久性作為可靠性的一個重要組成部分,人們對兩者的關(guān)系認(rèn)識各異。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為耐久性是可靠性的一種特殊情況;俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為廣義的可靠性包括*性、耐久性、維修性和存儲性,其中的“*性”與美國軍用標(biāo)準(zhǔn)的“可靠性”含義相同。但是美國軍用標(biāo)準(zhǔn)大多是針對電子產(chǎn)品而言的,而俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)則多面向機械產(chǎn)品。電子產(chǎn)品以偶然性故障為主,耐久性問題并不突出。而機械產(chǎn)品多以耗損性故障為主,耐久性是不容忽視的。這也正是機械產(chǎn)品可靠性與電子產(chǎn)品可靠性的一個重大區(qū)別。我國軍用標(biāo)準(zhǔn)也認(rèn)為耐久性是可靠性的一種特殊情況,因此從本質(zhì)上講,耐久性也是可靠性。

耐久性與可靠性的主要區(qū)別

1.在對故障(失效)的定義上的不同,或者說所關(guān)心的故障(失效)機理的重點不同。耐久性關(guān)心的是耗損性故障(失效),而可靠性涉及到所有的故障(失效)形式??煽啃员硎龅膬?nèi)涵更廣。

2.以機械產(chǎn)品為主的武器裝備,其耐久性是可靠性中的重要內(nèi)容。多年前,耐久性分析就已經(jīng)用于確定橋梁、飛機機翼以及其他許多機械產(chǎn)品的安全余量。由于大多數(shù)機械部件都是可靠的,其使用可靠性與故障頻數(shù)、維修和耐久性密切相關(guān)。對于不可修的簡單產(chǎn)品而言,例如緊固件、傳動膠帶、滾動軸承、電子元器件等,它們的可靠性就是耐久性。

3.耐久性主要是針對有限壽命產(chǎn)品提出的。對于電子系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)上僅采用可靠性技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。隨著電子系統(tǒng)模塊化、集成化和電子封裝技術(shù)的發(fā)展,為設(shè)計更加健壯的電子系統(tǒng),耐久性也開始作為其設(shè)計特性之一。

4.耐久性與可靠性的度量方式不同。耐久性由耗損前的壽命來度量,而可靠性以工作壽命(有用壽命)和偶然失效數(shù)來量度。兩者的區(qū)別可用產(chǎn)品的失效率和失效時間的關(guān)系曲線(浴盆曲線)來描述。

耐久性設(shè)計分析工具軟件針對結(jié)構(gòu)疲勞耐久性,以應(yīng)力壽命、應(yīng)變壽命、概率斷裂力學(xué)方法為基礎(chǔ),能夠考慮載荷、材料性能等的隨機性,建立可靠壽命分析模型,同時預(yù)計結(jié)構(gòu)中值壽命、可靠壽命、給定壽命的可靠性度。軟件可集成載荷譜分析處理軟件,根據(jù)用戶需求可定制!
耐久性設(shè)計準(zhǔn)則對于結(jié)構(gòu),本文主要針對抗疲勞設(shè)計(含防腐蝕設(shè)計),采用安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則、疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則和耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則;對于機構(gòu),本文主要針對摩擦副(鉸鏈、導(dǎo)軌等)的耐磨損設(shè)計,采用磨損安全設(shè)計準(zhǔn)則。1、安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則1)安全壽命設(shè)計應(yīng)綜合考慮材料、應(yīng)力水平和結(jié)構(gòu)布局等因素,采取抗疲勞設(shè)計措施(如合理選擇產(chǎn)品材料和加工工藝、減少局部應(yīng)力集中、進(jìn)行環(huán)境防護(hù)設(shè)計等)提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命;

2)安全壽命設(shè)計根據(jù)、(腐蝕環(huán)境)或、(腐蝕環(huán)境)以及累積損傷理論通過疲勞分析確定產(chǎn)品的使用壽命;

3)根據(jù)安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則確定的產(chǎn)品使用壽命就是安全壽命,即結(jié)構(gòu)的無裂紋壽命(出現(xiàn)工程可檢裂紋之前的壽命)。安全壽命應(yīng)不小于(等于或大于)產(chǎn)品的設(shè)計使用壽命,以保證產(chǎn)品在一定的使用期限內(nèi)安全使用。

2、疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則

1)疲勞/損傷容限設(shè)計應(yīng)綜合考慮材料、應(yīng)力水平和結(jié)構(gòu)布局等因素,使得結(jié)構(gòu)使用中允許進(jìn)行常規(guī)檢查,并且采取抗疲勞設(shè)計措施提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞和抗裂紋擴(kuò)展能力,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命;

2)疲勞/損傷容限設(shè)計根據(jù)、(腐蝕環(huán)境)或、(腐蝕環(huán)境)以及累積損傷理論通過疲勞分析初步確定產(chǎn)品的使用壽命,使其不小于(等于或大于)產(chǎn)品的設(shè)計使用壽命;

3)疲勞/損傷容限設(shè)計根據(jù)裂紋擴(kuò)展曲線和剩余強度曲線通過損傷容限分析確定產(chǎn)品在設(shè)計使用壽命期內(nèi)能否安全使用,根據(jù)安全裂紋擴(kuò)展壽命確定結(jié)構(gòu)檢修周期,綜合疲勞分析結(jié)果確定結(jié)構(gòu)的使用壽命;

4)結(jié)構(gòu)使用中通過定期檢查確定結(jié)構(gòu)裂紋是否已經(jīng)出現(xiàn),一旦經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)裂紋,則分析和判斷當(dāng)前結(jié)構(gòu)是否能夠繼續(xù)使用(結(jié)構(gòu)剩余強度要求是否滿足),如果不能繼續(xù)使用則使用壽命終止,如果能夠繼續(xù)使用則應(yīng)對裂紋擴(kuò)展情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,確保產(chǎn)品在使用壽命周期內(nèi)安全使用。

3、耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則

1)耐久性/損傷容限設(shè)計應(yīng)綜合考慮材料、應(yīng)力水平和結(jié)構(gòu)布局等因素,使得結(jié)構(gòu)使用中允許進(jìn)行常規(guī)檢查和實施經(jīng)濟(jì)修理,并且采取抗疲勞設(shè)計措施提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞和抗裂紋擴(kuò)展能力,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命;

2)耐久性/損傷容限設(shè)計允許結(jié)構(gòu)進(jìn)行若干次經(jīng)濟(jì)修理,應(yīng)合理設(shè)計修理次數(shù)以及每次實施修理時結(jié)構(gòu)疲勞損傷(裂紋長度)的臨界值,確保因未能檢出的缺陷、裂紋等損傷的擴(kuò)展導(dǎo)致產(chǎn)品在使用壽命周期內(nèi)無法安全使用的概率小,并且結(jié)構(gòu)損傷對維修工作和費用造成的影響減至小,從而使得結(jié)構(gòu)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性;3)疲勞/損傷容限設(shè)計通過疲勞分析和損傷容限分析確定產(chǎn)品的首翻期和大修間隔期限,其總壽命就是經(jīng)濟(jì)壽命。經(jīng)濟(jì)壽命應(yīng)不小于(等于或大于)產(chǎn)品的設(shè)計使用壽命;

4)結(jié)構(gòu)使用中通過定期檢查確定結(jié)構(gòu)裂紋是否已經(jīng)出現(xiàn),一旦經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)裂紋,則分析和判斷當(dāng)前結(jié)構(gòu)是否能夠繼續(xù)使用(結(jié)構(gòu)剩余強度要求是否滿足),如果不能繼續(xù)使用則應(yīng)予以修理或更換,如果能夠繼續(xù)使用則應(yīng)對裂紋擴(kuò)展情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,確保產(chǎn)品在使用壽命周期內(nèi)安全使用。

4、磨損安全設(shè)計準(zhǔn)則

1)磨損安全設(shè)計應(yīng)綜合考慮材料、應(yīng)力水平和潤滑情況等因素,采取耐磨損設(shè)計措施(如合理選擇產(chǎn)品材料和加工工藝、表面處理、改善機構(gòu)潤滑情況等)提高機構(gòu)的耐磨損能力,延長機構(gòu)的磨損壽命;

2)根據(jù)機構(gòu)運行特點,合理設(shè)計機構(gòu)細(xì)節(jié),減少磨損的發(fā)生,增加磨損安全裕量,同時合理設(shè)計機構(gòu)的承載和運轉(zhuǎn)速度組合,降低磨損速度,以延長機構(gòu)的磨損壽命;

3)磨損安全設(shè)計根據(jù)磨損曲線和磨損安全裕量確定產(chǎn)品的磨損安全壽命,使其不小于(等于或大于)產(chǎn)品的設(shè)計使用壽命,確保產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)不會出現(xiàn)超出容許磨損量而導(dǎo)致故障。耐久性設(shè)計準(zhǔn)則選用原則上述設(shè)計準(zhǔn)則的選用原則是:1、安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則、疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則和耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則均適用于具有疲勞耗損特征的結(jié)構(gòu),可按以下原則選用:

1)安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則主要用于不可檢結(jié)構(gòu)。安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則認(rèn)為結(jié)構(gòu)不存在初始損傷(裂紋),以結(jié)構(gòu)的無裂紋壽命作為設(shè)計目標(biāo),一旦出現(xiàn)可檢裂紋則認(rèn)為安全壽命終止;

2)疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則主要用于可檢/不可修結(jié)構(gòu)。疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則采用了損傷容限設(shè)計,認(rèn)為結(jié)構(gòu)存在由于材料初始缺陷和制造缺陷等導(dǎo)致的初始損傷(裂紋),損傷容限設(shè)計允許結(jié)構(gòu)在使用壽命期內(nèi)出現(xiàn)損傷(裂紋),但要求損傷(裂紋)必須是可檢的,并且在損傷(裂紋)被檢出前必須保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剩余強度,產(chǎn)品能夠完成其規(guī)定功能;

3)耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則主要用于可檢/可修結(jié)構(gòu)。耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則也采用了損傷容限設(shè)計。產(chǎn)品在整個壽命周期內(nèi)允許進(jìn)行若干次經(jīng)濟(jì)修理,各次大修期(首翻期、大修間隔期限)內(nèi)依靠檢查保證產(chǎn)品的安全使用;

2、安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則也適用于處于腐蝕環(huán)境下的具有疲勞耗損特征的結(jié)構(gòu),但在進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析時均須考慮腐蝕環(huán)境的影響,如采用涂層等防腐蝕措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù),引入預(yù)腐蝕疲勞曲線、環(huán)境腐蝕疲勞影響系數(shù)估算結(jié)構(gòu)使用壽命等;3、磨損安全設(shè)計準(zhǔn)則適用于機構(gòu)中的鉸鏈、導(dǎo)軌等具有一般性質(zhì)的摩擦副。對于軸承、齒輪和凸輪機構(gòu)等具有各自特點的摩擦副已形成獨立的設(shè)計與分析方法,應(yīng)采用專門方法進(jìn)行設(shè)計與分析。

耐久性設(shè)計與分析的基本步驟

1、明確產(chǎn)品的耐久性要求(設(shè)計壽命)產(chǎn)品的耐久性要求包括工作壽命(使用壽命、首翻期)和非工作壽命(儲存壽命)要求,據(jù)此確定產(chǎn)品的使用壽命設(shè)計值和儲存壽命設(shè)計值(即設(shè)計壽命)。

2、定義產(chǎn)品的壽命剖面和任務(wù)剖面產(chǎn)品的壽命剖面和任務(wù)剖面包括使用載荷、溫度、濕度、振動以及其他環(huán)境參數(shù),由此確定產(chǎn)品的載荷/環(huán)境應(yīng)力及其作用的時間;

3、進(jìn)行產(chǎn)品的耐久性設(shè)計根據(jù)選擇適當(dāng)?shù)哪途眯栽O(shè)計準(zhǔn)則,并據(jù)此進(jìn)行產(chǎn)品的耐久性設(shè)計,設(shè)計內(nèi)容包括但不限于結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、工藝、連接方法的選擇以及腐蝕防護(hù)、熱防護(hù)和磨損防護(hù)等;

4、確定產(chǎn)品的材料特性產(chǎn)品選材完成后,如果采用了特殊材料,其材料特性可以根據(jù)相近材料的材料特性確定,或進(jìn)行專門試驗確定;

5、確定產(chǎn)品的可能故障部位采用FMEA等方法確定產(chǎn)品的可能故障部位。故障部位通常假定為應(yīng)用新材料、新產(chǎn)品或新技術(shù)的結(jié)構(gòu)或設(shè)計,考慮的因素包括嚴(yán)重變形部位、應(yīng)力水平高及應(yīng)力集中部位、高溫循環(huán)部位、高熱膨脹材料、腐蝕敏感部位、摩擦副和試驗出現(xiàn)的故障部位等;

6、確定產(chǎn)品的耗損故障部位及其耗損特征根據(jù)工程經(jīng)驗和FMEA結(jié)果,對產(chǎn)品的可能故障部位進(jìn)行分析,確定其中的耗損故障部位及其耗損特征(疲勞、腐蝕、磨損等);

7、確定產(chǎn)品的耐久性關(guān)鍵件和非耐久性關(guān)鍵件采用有限元分析(FEA)方法對產(chǎn)品的耗損故障部位進(jìn)行分析,結(jié)合FMEA結(jié)果確定產(chǎn)品的耐久性關(guān)鍵件和非耐久性關(guān)鍵件,確定原則如下:

1)耐久性關(guān)鍵件是指必須滿足耐久性設(shè)計要求的零部件,包括影響產(chǎn)品安全使用的重要零部件,也包括其他一些重要零部件,一般是昂貴的,或更換是不經(jīng)濟(jì)的,有可能影響系統(tǒng)或分系統(tǒng)功能的零部件。它主要從功能可靠和經(jīng)濟(jì)性來考慮,主要控制1mm以下疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展;

2)非耐久性關(guān)鍵件的故障對系統(tǒng)或分系統(tǒng)功能造成的經(jīng)濟(jì)影響比較輕微,但要求給予維修和(或)修理或更換以保證能夠繼續(xù)執(zhí)行功能。非耐久性關(guān)鍵件通常在研制、生產(chǎn)過程中不要求給予特別的注意,并可以按修復(fù)性維修或預(yù)防性維修的方式加以維護(hù);耐久性關(guān)鍵件和非耐久性關(guān)鍵件的選取可以根據(jù)下述原則進(jìn)行綜合分析與判斷:

a.應(yīng)力水平的高低與受力情況;b.應(yīng)力集中嚴(yán)重程度;c.影響結(jié)構(gòu)安全使用的程度;d.修理和更換費用;e.材料的疲勞、斷裂性能及抗腐蝕能力;f.在載荷/環(huán)境譜作用下疲勞裂紋擴(kuò)展速率的高低;g.借鑒以往同類產(chǎn)品(結(jié)構(gòu))的耐久性試驗結(jié)果以及維修情況記錄;h.損傷結(jié)構(gòu)的剩余強度水平;i.損傷對結(jié)構(gòu)功能影響的程度。

8、進(jìn)行產(chǎn)品的耐久性分析根據(jù)選擇適合的耐久性分析方法對產(chǎn)品的耐久性關(guān)鍵件和非耐久性關(guān)鍵件進(jìn)行耐久性分析,得到當(dāng)前設(shè)計方案下的產(chǎn)品壽命(使用壽命、儲存壽命);

9、判斷產(chǎn)品是否滿足耐久性要求

1)如果當(dāng)前設(shè)計方案下的產(chǎn)品壽命小于設(shè)計壽命,則產(chǎn)品在設(shè)計壽命周期內(nèi)將會發(fā)生故障,即當(dāng)前設(shè)計方案下的產(chǎn)品不能滿足規(guī)定的耐久性要求,應(yīng)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計并重新進(jìn)行耐久性分析;

2)如果當(dāng)前設(shè)計方案下的產(chǎn)品壽命大于或等于設(shè)計壽命,則產(chǎn)品在設(shè)計壽命周期內(nèi)不會發(fā)生故障,即當(dāng)前設(shè)計方案下的產(chǎn)品能夠滿足規(guī)定的耐久性要求;

10、根據(jù)耐久性設(shè)計與分析結(jié)果確定產(chǎn)品壽命如果產(chǎn)品能夠滿足規(guī)定的耐久性要求,則根據(jù)耐久性設(shè)計與分析結(jié)果確定產(chǎn)品壽命(使用壽命、儲存壽命)。耐久性設(shè)計與分析方法選用原則

1、在產(chǎn)品的不同研制階段,耐久性設(shè)計與分析方法的選用原則

1)在產(chǎn)品研制初期,應(yīng)采用工程分析方法對產(chǎn)品的耐久性進(jìn)行初步分析,如果不能滿足規(guī)定的耐久性要求,則應(yīng)改進(jìn)設(shè)計,以提高產(chǎn)品的耐久性;

2)在產(chǎn)品研制過程中,確定產(chǎn)品的材料和設(shè)計特性后,可以采用安全壽命設(shè)計與分析方法、損傷容限設(shè)計與分析方法、腐蝕環(huán)境下的耐久性設(shè)計與分析方法和(或)基于磨損特征的耐久性設(shè)計與分析方法對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和機構(gòu)進(jìn)行耐久性分析,判斷產(chǎn)品是否已達(dá)到耐久性要求,為判斷產(chǎn)品耐久性設(shè)計成功與否、確定產(chǎn)品壽命、制訂維修策略和產(chǎn)品改進(jìn)計劃提供有效的依據(jù);

2、根據(jù)產(chǎn)品的耗損特征,耐久性設(shè)計與分析方法的選用原則

1)對于具有疲勞耗損特征的產(chǎn)品,應(yīng)對產(chǎn)品進(jìn)行抗疲勞設(shè)計,并采用工程分析方法、安全壽命設(shè)計與分析方法和(或)損傷容限設(shè)計與分析方法對其耐久性進(jìn)行分析。具體的耐久性設(shè)計與分析方法的選用原則如下:a.對于耐久性關(guān)鍵件,必須采用安全壽命設(shè)計與分析方法和(或)損傷容限設(shè)計與分析方法對其進(jìn)行重點的設(shè)計和分析,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等);對于非耐久性關(guān)鍵件,可以采用工程分析方法、安全壽命設(shè)計與分析方法和損傷容限設(shè)計與分析方法,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等);b.對于不可檢/不可修結(jié)構(gòu),主要采用安全壽命設(shè)計與分析方法;對于可檢/不可修結(jié)構(gòu),可以采用安全壽命設(shè)計與分析方法,也可以采用損傷容限設(shè)計與分析方法;對于可檢/可修結(jié)構(gòu),主要采用損傷容限設(shè)計與分析方法;

2)對于處于腐蝕環(huán)境下的產(chǎn)品,應(yīng)對產(chǎn)品進(jìn)行腐蝕防護(hù)設(shè)計,并采用腐蝕環(huán)境下的耐久性設(shè)計與分析對其耐久性進(jìn)行分析,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等);

3)對于具有磨損特征的產(chǎn)品,應(yīng)對產(chǎn)品進(jìn)行耐磨損設(shè)計,并采用基于磨損特征的耐久性設(shè)計與分析方法對其耐久性進(jìn)行分析,確定其磨損壽命;

3、根據(jù)產(chǎn)品是否為新研產(chǎn)品,耐久性設(shè)計與分析方法的選用原則

1)對新研產(chǎn)品,需要綜合采用工程分析方法、安全壽命設(shè)計與分析方法和損傷容限設(shè)計與分析方法,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等)。如果產(chǎn)品包含處于腐蝕環(huán)境的結(jié)構(gòu)和具有磨損特征的機構(gòu),還應(yīng)采用腐蝕環(huán)境下和基于磨損特征的耐久性設(shè)計與分析方法進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析;

2)對改型產(chǎn)品,其耐久性關(guān)鍵件仍需綜合采用工程分析方法、安全壽命設(shè)計與分析方法和損傷容限設(shè)計與分析方法進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等);非耐久性關(guān)鍵件則可參照老品采用工程分析方法進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析,確定其使用壽命(首翻期、大修間隔期限等);

4、產(chǎn)品同時采用幾種方法進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析的選用原則工程分析結(jié)果一般只作為確定產(chǎn)品使用壽命的參考,安全壽命設(shè)計與分析、損傷容限設(shè)計與分析、腐蝕環(huán)境下的耐久性設(shè)計與分析和基于磨損特征的耐久性設(shè)計與分析的結(jié)果才是確定產(chǎn)品使用壽命的重要依據(jù),進(jìn)行安全壽命設(shè)計與分析或損傷容限設(shè)計與分析,得到產(chǎn)品的疲勞壽命,制訂初步的產(chǎn)品維修大綱;

1)如果產(chǎn)品工作或儲存在腐蝕環(huán)境,則應(yīng)考慮腐蝕環(huán)境的影響,調(diào)整產(chǎn)品的維修大綱,協(xié)調(diào)疲勞部位和腐蝕部位的檢修周期,并制訂產(chǎn)品的腐蝕維修大綱;

2)如果產(chǎn)品存在易發(fā)生磨損故障的機構(gòu),則應(yīng)考慮機構(gòu)的磨損壽命,如果該機構(gòu)不能在產(chǎn)品整個壽命期內(nèi)安全使用,還需對產(chǎn)品的維修大綱進(jìn)行修正,確定該機構(gòu)的維修(含更換)時機,該時機應(yīng)與產(chǎn)品的檢修周期相協(xié)調(diào)。

注意事項

1、訂購方在合同中應(yīng)明確給出耐久性要求、壽命剖面、任務(wù)剖面以及故障判據(jù);

2、進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析前,應(yīng)建立產(chǎn)品的故障模式庫,特別是耗損故障,并確定耗損故障的類型,針對不同類型的耗損故障進(jìn)行設(shè)計與分析;

3、進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析時,應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品在預(yù)期的壽命周期內(nèi)的載荷與應(yīng)力、結(jié)構(gòu)、材料特性、工藝、故障模式和故障機理等,確定產(chǎn)品的耗損特征及相關(guān)的設(shè)計與分析問題;

4、進(jìn)行耐久性設(shè)計與分析時,應(yīng)采用工程分析方法以及FMEA和FEA等方法確定產(chǎn)品的耐久性關(guān)鍵件和非耐久性關(guān)鍵件,以選取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行耐久性設(shè)計和分析;

5、耐久性設(shè)計與分析過程中,當(dāng)能確定產(chǎn)品的材料和設(shè)計特性時,可以采用FEA方法對產(chǎn)品的機械強度和熱特性等進(jìn)行分析和評價,以盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié),并及時采取設(shè)計改進(jìn)措施;同時,也為產(chǎn)品故障機理分析和受載情況分析提供手段。FEA一般在初步(初樣)設(shè)計方案確定之后、詳細(xì)(正樣)設(shè)計完成之前進(jìn)行為有效;

6、對于產(chǎn)品的耐久性關(guān)鍵件應(yīng)進(jìn)行重點的分析、試驗、生產(chǎn)質(zhì)量控制和維護(hù),以保證其在整個壽命周期內(nèi)的安全使用;

7、對采用損傷容限設(shè)計的結(jié)構(gòu),應(yīng)制訂完善的維修大綱,并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷容限分析以驗證維修大綱的有效性;

8、對于處于腐蝕環(huán)境下的產(chǎn)品,應(yīng)制訂產(chǎn)品的腐蝕維修大綱,腐蝕維修可以在疲勞裂紋維修的同時進(jìn)行;

9、結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的細(xì)節(jié)部位以及結(jié)構(gòu)連接處較易發(fā)生由疲勞和(或)腐蝕引起的故障,應(yīng)對其耐久性進(jìn)行重點分析;

10、根據(jù)耐久性分析結(jié)果確定產(chǎn)品壽命時,可以采用安全壽命準(zhǔn)則和經(jīng)濟(jì)壽命準(zhǔn)則。這兩種準(zhǔn)則屬于定壽準(zhǔn)則,而非設(shè)計準(zhǔn)則。本文給出的安全壽命設(shè)計與分析方法、腐蝕環(huán)境下的耐久性設(shè)計與分析方法和基于磨損特征的耐久性設(shè)計與分析方法采用安全壽命準(zhǔn)則確定使用壽命,設(shè)計過程中前兩者可以采用安全壽命設(shè)計準(zhǔn)則,后一種方法采用磨損安全設(shè)計準(zhǔn)則;損傷容限設(shè)計與分析方法則采用經(jīng)濟(jì)壽命準(zhǔn)則確定使用壽命,設(shè)計過程中可以采用疲勞/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則和耐久性/損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則;

11、隨著產(chǎn)品設(shè)計過程的進(jìn)展,耐久性分析應(yīng)迭代進(jìn)行。初步(初樣)設(shè)計或每次改進(jìn)設(shè)計(含詳細(xì)(正樣)設(shè)計)完成后,都應(yīng)進(jìn)行耐久性分析,如果能夠滿足規(guī)定的耐久性要求則采用適當(dāng)?shù)哪途眯苑治龇椒ù_定產(chǎn)品的使用壽命(首翻期、大修間隔期限等),否則應(yīng)改進(jìn)設(shè)計,提高產(chǎn)品的耐久性,并在改進(jìn)設(shè)計完成后重新對產(chǎn)品的耐久性進(jìn)行分析,直至設(shè)計完成的產(chǎn)品能夠滿足產(chǎn)品的耐久性要求。 

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