第八章 机器设备寿命估算
第八章机器设备寿命估算
考试大纲要求
1.掌握的内容
（1）磨损寿命的计算。
（2）疲劳寿命曲线及其应用。
（3）循环应力特性的含义。
（4）材料疲劳极限及零件疲劳极限的含义及确定。
（5）疲劳损伤积累的含义及应用。
（6）疲劳寿命在机器设备技术鉴定中的应用。
（7）损伤零件疲劳寿命的估算。
2.熟悉的内容
（1）典型磨损过程、磨损方程。
（2）应力、应变、材料强度、许用应力。
（3）疲劳及疲劳寿命的含义。
（4）疲劳断裂的基本过程。
（5）影响裂纹扩展的因素。
3.了解的内容
（1）机器设备自然寿命、技术寿命。
、经济寿命的定义及其影响因素。
（2）磨损的原因及其对机器设备的影响。
第一节概述
一、自然寿命
二、技术寿命
三、经济寿命
第二节磨损寿命
一、磨损的原因及其对机器设备的影响（了解）
磨损是指固体相对运动时，在摩擦的作用下，摩擦面上的物质不断耗损的现象。
二、典型的磨损过程、磨损方程（熟悉）
（一）典型的磨损过程
分为三个阶段：即初期磨损阶段（第Ⅰ阶段）、正常磨损阶段（第Ⅱ阶段）和急剧磨损阶段（第Ⅲ阶段）。
（二）磨损方程
简化磨损方程
将第一阶段，即初期磨损阶段忽略不计，
三、磨损寿命的计算（掌握）
（一）磨损寿命：
T=△t1+△t2
简化后
△s max最大允许磨损量
（二）磨损率：
（三）磨损强度：
（四）剩余磨损寿命：
第三节疲劳寿命理论及应用
一、应力、应变、材料强度、许用应力
（一）应力
应力：单位面积上的内力。
正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量，常用单位是兆帕（MPa）。
（二）应变：
当外力卸除后，物体能够全部恢复到原来状态的应变，称为弹性应变；如只能部分地恢复到原来状态，其残留下来的那一部分称为塑性应变。
（三）材料强度
比例极限：是应力和应变成线性关系的最大应力。
弹性极限：保持弹性变形的最大应力，超过它就不再仅仅是弹性变形，还有塑性变形。
屈服极限σs：开始出现屈服现象的应力。
强度极限σb：材料拉断前的最大应力。
断裂负荷P k：试样断裂处的负荷。
（四）许用应力
对于塑性材料（大多数结构钢、铝合金等），
对于脆性材料（高强度钢、铸铁等），
二、循环应力特性的含义
r=-1，称之为对称循环
r=0，称之为脉动循环
r=+1，称之为静应力
三、疲劳寿命曲线及其应用
曲线的斜直线部分可以用下面的方程表示
四、疲劳极限曲线
五、零件疲劳极限的含义及确定
（一）有效应力集中系数 K
（二）尺寸系数ε
（三）表面状态系数β
（四）不对称循环度系数Ψ
对于对称循环的情况，即 r = - 1 时，
六、疲劳损伤积累的含义及应用
帕姆格伦—迈因纳（Palmgren-Miner）定理。
第四节损伤零件寿命估算
一、疲劳断裂的基本过程
疲劳断裂过程大致可分为四个阶段，即：
1.成核
2.微观裂纹扩展
3.宏观裂纹扩展
4.断裂
二、损伤零件疲劳寿命估算
附：积分公式
本章重点
1.S—N曲线与疲劳极限曲线
2.静强度安全条件
3.疲劳强度安全条件
4.疲劳损伤累积理论与迈因纳定理
5.帕利斯定理与损伤零件疲劳寿命计算。
《资产评估—机器设备》评估总结
《资产评估—机器设备》评估总结资产评估—机器设备评估总结引言概述：资产评估是一项重要的工作，它对于企业的经营决策和财务报告具有重要意义。
机器设备作为企业重要的生产工具和资产之一，对其进行评估能够匡助企业了解其价值和使用状况，为企业提供决策依据。
本文将从五个方面对资产评估—机器设备进行总结。
一、机器设备的使用寿命评估1.1 设备的创造年限：评估机器设备时，首先需要了解设备的创造年限。
创造年限是指设备在正常使用条件下的估计使用寿命。
通过查阅设备的创造年份和相关资料，可以初步判断设备的使用寿命。
1.2 设备的维修记录：维修记录是评估设备使用寿命的重要依据。
通过分析设备的维修记录，可以了解设备的维修频率和维修内容。
频繁的维修可能意味着设备已经接近寿命，而较少的维修可能意味着设备使用寿命尚未到来。
1.3 设备的技术更新：随着科技的不断进步，机器设备的更新换代速度也在不断加快。
评估机器设备时，需要考虑设备的技术更新情况。
如果设备的技术已经过时，那末其使用寿命可能会缩短。
二、机器设备的市场价值评估2.1 设备的品牌和型号：设备的品牌和型号对其市场价值有着重要影响。
知名品牌和高端型号的设备往往具有更高的市场价值，而低端型号和不知名品牌的设备市场价值相对较低。
2.2 设备的使用状况：设备的使用状况也是评估其市场价值的重要因素。
如果设备使用状况良好，运行正常，那末其市场价值会相对较高。
相反，如果设备存在故障或者损坏，市场价值会大幅下降。
2.3 市场行情和需求：市场行情和需求也会对设备的市场价值产生影响。
如果某种类型的设备市场需求量大，供应量少，那末其市场价值会相对较高。
而如果市场上供应过剩，需求不足，设备的市场价值会下降。
三、机器设备的折旧计算3.1 直线折旧法：直线折旧法是最常用的折旧计算方法之一。
根据设备的估计使用寿命和购买价格，按照像同的折旧额度进行折旧计算。
每年的折旧额度等于设备购买价格除以估计使用寿命。
3.2 年数总和法：年数总和法是一种逐年递减的折旧计算方法。
第八章 机器设备寿命估算概要
第八章机器设备寿命估算考试大纲要求1.掌握的内容（1）磨损寿命的计算。
（2）疲劳寿命曲线及其应用。
（3）循环应力特性的含义。
（4）材料疲劳极限及零件疲劳极限的含义及确定。
（5）疲劳损伤积累的含义及应用。
（6）疲劳寿命在机器设备技术鉴定中的应用。
（7）损伤零件疲劳寿命的估算。
2.熟悉的内容（1）典型磨损过程、磨损方程。
（2）应力、应变、材料强度、许用应力。
（3）疲劳及疲劳寿命的含义。
（4）疲劳断裂的基本过程。
（5）影响裂纹扩展的因素。
3.了解的内容（1）机器设备自然寿命、技术寿命。
、经济寿命的定义及其影响因素。
（2）磨损的原因及其对机器设备的影响。
第一节概述一、自然寿命二、技术寿命三、经济寿命第二节磨损寿命一、磨损的原因及其对机器设备的影响（了解）磨损是指固体相对运动时，在摩擦的作用下，摩擦面上的物质不断耗损的现象。
二、典型的磨损过程、磨损方程（熟悉）（一）典型的磨损过程分为三个阶段：即初期磨损阶段（第Ⅰ阶段）、正常磨损阶段（第Ⅱ阶段）和急剧磨损阶段（第Ⅲ阶段）。
（二）磨损方程简化磨损方程将第一阶段，即初期磨损阶段忽略不计，三、磨损寿命的计算（掌握）（一）磨损寿命：T=△t1+△t2简化后△s max最大允许磨损量（二）磨损率：（三）磨损强度：（四）剩余磨损寿命：第三节疲劳寿命理论及应用一、应力、应变、材料强度、许用应力（一）应力应力：单位面积上的内力。
正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量，常用单位是兆帕（MPa）。
（二）应变：当外力卸除后，物体能够全部恢复到原来状态的应变，称为弹性应变；如只能部分地恢复到原来状态，其残留下来的那一部分称为塑性应变。
（三）材料强度比例极限：是应力和应变成线性关系的最大应力。
弹性极限：保持弹性变形的最大应力，超过它就不再仅仅是弹性变形，还有塑性变形。
屈服极限σs：开始出现屈服现象的应力。
强度极限σb：材料拉断前的最大应力。
断裂负荷P k：试样断裂处的负荷。
（四）许用应力对于塑性材料（大多数结构钢、铝合金等），对于脆性材料（高强度钢、铸铁等），二、循环应力特性的含义r=-1，称之为对称循环r=0，称之为脉动循环r=+1，称之为静应力三、疲劳寿命曲线及其应用曲线的斜直线部分可以用下面的方程表示四、疲劳极限曲线五、零件疲劳极限的含义及确定（一）有效应力集中系数 K（二）尺寸系数ε（三）表面状态系数β（四）不对称循环度系数Ψ对于对称循环的情况，即 r = - 1 时，六、疲劳损伤积累的含义及应用帕姆格伦—迈因纳（Palmgren-Miner）定理。
机器设备寿命估算
第八章机器设备寿命估算第一节概述一、自然寿命：即物理寿命，是指在规定使用条件下，从开始使用到因物质损耗而报废所经过的时间。
自然寿命主要受有形磨损的影响。
二、技术寿命：新技术出现，原有设备失去使用价值。
第Ⅱ种无形磨损将使技术寿命缩短。
三、经济寿命：继续使用，在经济上不合理。
经济寿命受有形磨损和无形磨损的共同影响。
第Ⅰ种无形磨损使设备的更新成本降低；第Ⅱ种无形磨损也会使设备的经济寿命降低，这是因为在技术进步后，由于新的效率更高的设备的出现，继续使用原有设备在经济上是不合理的。
第二节磨损寿命一、磨损：磨损主要发生在具有相对运动的零部件之间，其后果是破坏了零部件的配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限时，将导致设备失效。
二、典型的磨损过程（一）典型的磨损过程分为三个阶段：1.初期磨损阶段（第Ⅰ阶段）：零部件表面的宏观几何形状和微观几何尺寸都发生明显变化，磨损速度很快。
初期磨损阶段的磨损方程为：简化为直线处理，磨损方程为：2.正常磨损阶段（第Ⅱ阶段）：磨损情况比较稳定，磨损量随时间均匀增加，即二者成线性关系。
正常磨损阶段的磨损方程为磨损强度3.急剧磨损阶段：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。
在进入急剧磨损阶段之前，应该进行修理。
（二）简化磨损方程将第一阶段，即初期磨损阶段忽略不计（三）磨损寿命：设备的正常寿命T应该是第一阶段和第二阶段时间之和。
简化后剩余寿命为例：已知磨损强度为：0.5mm/年，且设备运行三年后，磨损率为1/4，则总寿命为：年剩余寿命为：12-3=9年实际磨损量为：3×0.5=1.5mm极限磨损量为：12×0.5=6mm第三节疲劳寿命理论及应用一、基本概念（一）应力1.内力：物体的一部分对另一部分的的机械作用。
2.应力：单位面积上的内力。
σ：正应力，法向应力，与截面垂直τ：切应力，剪应力，与截面平行（二）应变：尺寸或形状的相对改变。
设杆长为在P力作用下，伸长则线应变（三）应力和应变的关系与P成正比与成正比与横截面积F成反比E是比例常数E比例常数，E↗则同样P力作用下，↘，所以，它代表了材料在受力后抵抗变形的能力，称之为材料的弹性模量。
第八章 机电设备评估 《资产评估：理论与实务》PPT课件
1.定义
进口设备
(1)国际市场价格; (2)境外途中保险费; (3)境外运费;(4)进口关税; (5)增值税;(6)相关手续费; (7)国内运杂费; (8)安装调试费;(9) 资金成本
自制设备
(1)制造费用; (2)安装调试费; (3)资金成本; (4)合理利润; (5)其他必要的合理费用
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重置成本=3 000×(50÷75)0.7=2 259(万元)
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第八章 机器设备评估
【例8-3】某被评估设备2010年购进，账面原值10万元，2017年进行评估，2010 年和2017年定基物价指数分别为109.6和143.2，2011年至2017年环比物价指数分 别为119.7%、109.5%、106.3%、101.6%、98.1%、97%、97%，则按两种物价 指数计算只计购置费的重置成本为：
1.定义
机器设备，是指利用机械原理制造的装置，将机械能或 非机械能转换成为便于人们利用的机械能以及将机械能 转换为某种非机械能，或利用机械能来做一定工作的装 备或器具。
基本特征：(1)由零部件组成；(2)零部件之间有确定 的相对运动；(3)有能量转换。
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机器设备的磨 损与补偿
第
无 形
Ⅰ 种
磨第
损Ⅱ
种
第
有Ⅰ
形种
磨 损
第 Ⅱ
种
相同结构设备重置价值的降低，原有设 备价值的贬值。
设备运行时间与寿命预测
设备运行时间与寿命预测设备的运行时间和寿命预测是工程领域中的一个重要课题。
准确预测设备的运行时间和寿命可以帮助企业制定合理的维护计划，提高设备的利用率和可靠性，降低生产成本，延长设备的使用寿命。
本文将介绍设备运行时间与寿命预测的方法和应用，并探讨其在工程实践中的意义。
一、设备运行时间预测方法1. 统计方法统计方法是设备运行时间预测中常用的方法之一。
通过对大量历史数据进行统计分析，建立数学模型，预测设备的运行时间。
常用的统计方法包括回归分析、时间序列分析等。
回归分析可以通过建立设备运行时间与各种因素之间的关系模型，预测设备的运行时间。
时间序列分析则是通过对设备运行时间序列数据进行分析，找出其中的规律性，预测未来的运行时间。
2. 物理模型方法物理模型方法是基于设备的工作原理和物理特性，通过建立数学模型来预测设备的运行时间。
物理模型方法需要深入了解设备的结构和工作原理，对设备的各种参数进行测量和分析，建立相应的数学模型，并通过模拟和计算来预测设备的运行时间。
物理模型方法通常需要较高的专业知识和技术水平，但预测结果更加准确可靠。
二、设备寿命预测方法设备寿命预测是指对设备的使用寿命进行预测和评估。
设备的寿命预测可以通过多种方法来实现。
1. 统计分析法统计分析法是设备寿命预测中常用的方法之一。
通过对大量设备的寿命数据进行统计分析，建立寿命分布模型，预测设备的寿命。
常用的统计分析方法包括可靠性分析、生存分析等。
可靠性分析通过对设备的故障数据进行统计和分析，得出设备的可靠性指标，从而预测设备的寿命。
生存分析则是通过对设备寿命数据进行分析，建立寿命分布模型，预测设备的寿命。
2. 加速寿命试验法加速寿命试验法是一种通过加速设备的老化过程，来预测设备寿命的方法。
通过对设备进行一系列的加速老化试验，获取设备在短时间内的寿命数据，然后利用寿命模型进行寿命预测。
加速寿命试验法可以大大缩短试验时间，提高预测准确度。
三、设备运行时间与寿命预测的应用设备运行时间与寿命预测在工程实践中有着广泛的应用。
设备寿命的估算
设备寿命的概念和设备经济寿命的估算1设备寿命的概念设备的寿命在不同需要情况下有不同的内涵和意义。
现代设备的寿命不仅要考虑自然寿命，而且还要考虑设备的技术寿命和经济寿命。
(1)设备的自然寿命设备的自然寿命，又称物质寿命。
它是指设备从投入使用开始，直到因物质磨损而不能继续使用、报废为止所经历的全部时间。
它主要是由设备的有形磨损所决定的。
搞好设备维修和保养可延长设备的物质寿命，但不能从根本上避免设备的磨损，任何一台设备磨损到一定程度时，都必须进行更新。
因为随着设备使用时间的延长，设备不断老化，维修所支出的费用也逐渐增加，从而出现恶性使用阶段，即经济上不合理的使用阶段。
因此，设备的自然寿命不能成为设备更新的估算依据。
(2)设备的技术寿命技术寿命是指一台设备开始使用到因技术落后而被淘汰为止所经历的时间。
由于科学技术迅速发展，一方面，对产品的质量和精度的要求越来越高；另一方面，也不断涌现出技术上更先进、性能更完美的机械设备，这就使得原有设备虽还能继续使用，但已不能保证产品的精度、质量和技术要求而被淘汰。
由此可见，技术寿命主要是由设备的无形磨损所决定的，它一般比自然寿命要短，而且科学技术进步越快，技术寿命越短。
所以，在估算设备寿命时，必须考虑设备技术寿命期限的变化特点及其使用的制约或影响。
(3)设备的经济寿命经济寿命是指设备从投入使用开始，到因继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间，也可以说是指由设备开始使用到其年平均使用成本最低年份的延续时间长短。
它是由维护费用的提高和使用价值的降低决定的。
设备使用年限越长，每年所分摊的设备购置费(年资本费或年资产消耗成本即折旧的提取)越少。
但是随着设备使用年限的增加，一方面需要更多的维修费维持原有功能；另一方面机器设备的操作成本及原材料、能源耗费也会增加，年运行时间、生产效率、质量将下降。
因此，年资本费(或年资产消耗成本)的降低，会被年度运行成本的增加或收益的下降所抵消。
机电设备评估基础-机器设备寿命估算_真题-无答案
机电设备评估基础-机器设备寿命估算(总分116,考试时间90分钟)一、单项选择题1. 某零件设计使用寿命10年，设计时考虑两种交变载荷P1和P2，对应的疲劳极限分别为103和105，P1出现的频度为30%，P2出现的频度为70%。
而实际使用时，P1出现的频度为70%，P2出现的频度为30%。
若每天总使用次数不变，估计零件的实际使用寿命为( )年。
A. 1.42B. 3.25C. 4.37D. 6.502. 下列因素中，肯定不会影响设备自然寿命的因素是( )。
A. 第Ⅰ种有形磨损B. 第Ⅱ种有形磨损C. 第Ⅰ种无形磨损D. 腐蚀3. 45号钢，材料的屈服极限为300MPa，强度极限为450MPa，断裂极限为380MPa，比例极限为280MPa，设计安全系数为4，用该材料设计圆杆，其直径至少达到( )mm才可以满足承受拉伸载荷Q=5×104N的要求。
A. 32.8B. 29.2C. 28.2D. 35.74. 对于大多数结构钢，其疲劳极限( )它的静强度极限。
A. 略小于B. 远小于C. 略大于D. 远大于5. 下面( )阶段磨损速度最慢。
A. 初期磨损B. 正常磨损C. 急剧磨损D. 正常和急剧磨损6. 下列表述中，不正确的是( )。
A. 交变应力的最大应力大于疲劳极限时，所进行的疲劳强度计算称为有限寿命计算B. 材料的疲劳极限除与材料本身有关以外，还与交变应力的循环特征有关C. 有限寿命疲劳极限小于疲劳极限D. S—N曲线的斜直线部分可以用下面的方程表示σmN=C7. 裂纹扩展速度与( )成反比例关系。
A. 应力强度因子B. 循环应力C. 温度D. 加载频率8. 设备的技术寿命缩短是因为( )。
A. 第Ⅰ种有形磨损B. 第Ⅱ种有形磨损C. 第Ⅰ种无形磨损D. 第Ⅱ种无形磨损9. 设备的正常磨损寿命应该是( )。
A. 初期磨损阶段和正常磨损阶段之和B. 正常磨损阶段与急剧磨损阶段之和C. 初期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10. 如果σm=0，σn=100Mpa，r=( )。
设备使用年限评估
设备使用年限评估在现代工业生产和日常生活中，设备是不可或缺的重要组成部分。
无论是工厂里的大型生产设备，还是办公室里的办公设备，又或是家庭中的各种电器，它们都在各自的领域发挥着关键作用。
然而，随着时间的推移，设备会逐渐老化、磨损，性能也会下降。
为了确保设备的安全、可靠运行，同时合理规划设备的更新和维护策略，对设备使用年限进行评估就显得尤为重要。
设备使用年限的评估并非简单地根据购买时间来判断，而是一个涉及多方面因素的复杂过程。
首先，设备的类型和用途是影响使用年限的重要因素之一。
例如，一些高精度的医疗设备，由于其对准确性和稳定性的要求极高，使用年限可能相对较短；而一些结构简单、功能单一的普通机械加工设备，使用年限则可能较长。
设备的制造质量和工艺水平也对其使用年限有着直接的影响。
优质的材料、先进的制造工艺和严格的质量控制，能够使设备在使用过程中更加耐用，减少故障和损坏的发生。
相反，制造质量不佳的设备可能在较短的时间内就出现各种问题，影响正常使用。
设备的使用环境同样不容忽视。
在恶劣的环境条件下，如高温、高湿、高粉尘等，设备的零部件更容易受到腐蚀和损坏，从而缩短使用年限。
而在相对良好的环境中，设备的使用寿命则可能得到一定程度的延长。
设备的维护和保养情况也是评估使用年限的关键因素。
定期的维护保养，包括清洁、润滑、检查、更换易损件等，可以有效地延长设备的使用寿命。
相反，如果设备长期缺乏维护，小问题可能逐渐积累成大故障，导致设备提前报废。
在评估设备使用年限时，还需要考虑技术进步的因素。
随着科技的不断发展，新的技术和设备不断涌现，可能使现有的设备在性能、效率等方面逐渐落后。
尽管设备本身还能正常运行，但从经济和技术的角度来看，可能已经不再具有继续使用的价值。
对于机械设备来说，零部件的磨损程度是评估使用年限的重要依据。
通过对关键零部件的检测和分析，如轴、齿轮、轴承等，可以判断设备的整体状况。
如果零部件的磨损超过了允许的限度，即使设备的主体结构还完好，也可能需要考虑更新。
机电设备评估基础：机器设备寿命估算（4）
机电设备评估基础：机器设备寿命估算（4）
三、疲劳寿命曲线
常规疲劳强度计算是以名义应力为基础的，可分为无限寿命计算和有限寿命计算。
零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关，它们之间的关系可以用应力——寿命曲线(σ一N曲线)和应变——寿命曲线(δ一N曲线)表示。
应力——寿命曲线和应变——寿命曲线，统称为S一N曲线(如图8-3)。
根据试可得其数学表达式：
在疲劳试验中，实际零件尺寸和表面状态与试样有差异，常存在由圆角、键槽等引起的应力集中，所以，在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε和表面系数β。
例4见教材466页。
四、循环应力的特性。
循环应力的特性用最小应力与最大应力的比值r= σmin/σmax 表示，r称为循环特征。
对应于不同循环特征，有不同的S一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，压应力为负值。
当r=—1，即σmin=-σmax时，称为对称循环应力;当r=0,即σmin=0 时，称为脉动循环应力;当r=+1，即σmin=σmax时，应力不随时间变化，称为静应力;当+l>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。
疲劳极限曲线如图8-4。
1。
设备经济寿命的公式(一)
设备经济寿命的公式(一)
设备经济寿命的公式
1. 什么是设备经济寿命？
设备经济寿命是指设备在正常使用情况下可以为企业创造价值的时间期限。
设备使用超过经济寿命可能会导致生产效率下降、维护成本增加等问题。
2. 设备经济寿命公式
设备经济寿命可以用下列公式来计算：
设备经济寿命 = 折旧期限 + 运营期限
•折旧期限：指设备的折旧时间，通常根据设备的使用寿命、折旧方法等因素来确定。
•运营期限：指设备的正常运营时间，受到设备维护保养情况、技术更新等因素的影响。
3. 举例说明
假设某企业购买了一台设备，设备使用寿命为8年，采用直线折旧法计算折旧，折旧期限为6年。
根据过往经验，设备正常运营时间为10年。
根据设备经济寿命公式，可以计算设备经济寿命为：
设备经济寿命 = 6年 + 10年 = 16年
由此可知，在正常使用和维护的情况下，该设备可以为企业创造价值的时间期限为16年。
4. 结论
设备经济寿命的公式可以帮助企业判断设备是否还能继续使用，以及合理计划设备更换时间。
通过合理利用设备经济寿命公式，企业可以优化设备使用的效益，降低生产成本，提高生产力和竞争力。
提示：设备经济寿命公式的具体计算方式可以根据企业的实际情况和需求进行调整和优化，以上仅为一种基本示例。