长安大学汽车维修工程复习题Word格式.docx
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分组数据:
Ni为落入第i区间故障个数;
ti为区间中值;
fi为落入第i区间的故障频率
对于不可维产品:
从开始工作到发生失效的平均使用时间或次数(MTTF)
对于可维产品:
两次故障的平均间隔时间称为无故障工作时间(MTBF)
维修度:
可维修性产品在规定的条件下和时间内维修完毕的概率、维修完成的可能性:
有效度:
可维产品在某一特定瞬时能维持其功能的概率。
产品长时间使用的平均有效度:
U为工作时间D为停修时间
3、汽车故障的类型,分析故障率随时间变化的浴盆曲线。
(1)、按故障的特征分(浴盆曲线)
早期故障:
故障率随时间变化而下降,属故障率减少型。
偶然故障期:
故障率是定值,发生故障时负荷大于强度,属突发型。
耗损故障期:
其故障率随时间变化而不断升高。
(2)、按故障程度分:
致命故障、严重故障、一般故障、轻微故障
(3)、按故障现象分:
渐发性故障、突发性故障
4、
(1)、经济寿命:
对设备进行全面经济分析得出设备处于经济合算、总成本低的寿命时刻,达到此寿命时设备即可报废。
(2)、有效寿命:
从浴盆曲线中,偶然故障期故障率最低且稳定的时期
(3)、特征寿命:
设备故障概率F(t)=63.2%【R(t)=36.8%】的状况下,设备运行的时间。
(4)、额定寿命:
设备故障概率为10%,可靠度R(t)=90%【F(t)=10%】状况下,设备运行的时间。
(5)、平均寿命:
可维产品平均无故障工作时间(MTBF);
不可维的平均寿终运行时间(MTTF)。
(6)、中位寿命:
可靠度为50%时的运行时间。
5、
(1)指数分布特点:
①故障率是常数;
②无记忆性;
平均寿命等于特征寿命。
(2)正态分布特点:
①以均值u为对称轴对称分布;
②概率密度在均值u处取得最大值;
③均值u决定曲线横坐标上的位置;
④标准差决定曲线的形状。
(3)威布尔分布特点:
尺寸参数t、未知参数y仅是与横坐标轴的位置和尺度大小有关的参数,形状参数m才是影响威布尔分布密度曲线形状的参数。
不同m的威布尔分布可反映浴盆曲线的三种不同失效期。
6、威布尔分布形状参数m的变化对故障率的影响。
m<
1:
故障率随时间变化而减少,反映了早期故障过程的数量特征。
m=1:
故障率为常数,描述随机故障过程。
m>
1:
故障率增长的情况,描述递增型的耗损故障期。
m=3—4时非常接近正态分布
7、可靠性数据采集的重要性:
(1)、可靠性数据是可靠性工程的基础
(2)、故障数据显示设计系统薄弱环节及如何改进的重要情报。
(3)、可靠数据的产品分为三个阶段(设计、生产、使用维修)
设计阶段:
收集同类产品的可靠性数据,对新产品设计
的可靠性进行预测,有利于方案的对比与选择,大量的可
靠性数据对产品的改进和定型提供可靠的科学依据。
制造阶段:
定期和不定期进行产品的抽检,确定产品
合格与不合格,从而指导生产,控制产品质量。
使用维修阶段:
可靠性数据收集和处理,对产品的设计,制造的评价最有权威性
可靠性数据的采集方法:
现场采集、试验采集
注意事项:
收集范围、定义故障、时间记录、使用条件、维护条件、取样方法
8、系统可靠性的概念及逻辑关系:
系统可靠性:
在一定的使用条件和要求的工作时间内,系统
完成规定功能的概率。
串联系统:
只要有一个部件失效,系统就失效。
并联系统:
只要有一个子系统正常工作,系统即可正常工作。
串并联组合系统:
根据串并联进行计算。
9、本章重点在计算题,主要内容包括:
1)评价指标参数计算;
2)故障分布与寿命估计;
3)假设检验(检验、柯氏检验);
4)定时截尾和定数截尾参数估计、区间估计、给定可靠度下的寿命计算;
5)耐磨寿命的可靠性评价;
6)不完全样本可靠性评价;
7)串联、并联系统的可靠性计算。
第2章汽车零件的失效模式及可靠性分析
1、零件失效的定义及特征,失效的类型,零件失效的原因。
零件失效:
零件的几何尺寸、几何形状、金相组织、性能发生变化导致零件不能完成规定的功能。
特征:
(1)、损坏,丧失工作能力;
(2)、性能衰退,虽能工作,但不能圆满完成工作;
(3)、呈现出失效的可能性,继续工作会招致严重后果。
类型:
变形,断裂,表面损伤
原因:
(1)、内因:
导致失效的物理、化学或机械过程
(2)、外因:
a.时间b.应力-物理退化的诱因。
异常失效的原因:
(1)、结构设计不合理
(2)、早期间隙放大0.01mm,汽车寿命减少1万公里
(3)、加工、热处理、材料质量等问题
(4)、装配问题
(5)、使用维护不当
2、根据断口特征判断断裂失效的基本形式:
(1)、塑性断裂:
断裂前有明显的塑性变形,纤维状断裂断口呈杯锥状,剪切断裂断口呈斜45°
。
(2)、脆性断裂:
断裂前变形量很小;
拉断、剪断时断口较平整,压断、扭断时断口呈斜45°
(3)、疲劳断裂:
断口呈一个源两个区
3、疲劳断口的宏观特点,如何根据断口的特点分析疲劳断裂原因?
特点:
裂纹源:
材料、加工等缺陷引起应力集中,在应力集中处首先产生裂纹。
两个区:
a.平滑扩展区:
裂纹不断向深处扩展,由于反复挤压呈平滑光洁,且有明显的前沿线;
b.最后断区:
实际应力大于强度时发生瞬断,粗糙且灰暗
断口分析:
(1)、前沿线发展不均匀,可能有偶然超载;
(2)、瞬断区面积大小可以反映断裂时承受的应力;
(3)、是否有裂纹源,查看材料的使用正误。
4、现代摩擦学理论是如何解释两物体接触时的实际摩擦状况的?
1)、摩擦的分子理论:
分子的引力和亲合力作用而引起摩擦。
材料塑性越大,变形越大,摩擦力越大
材料硬度越大,变形越小,摩擦力越小
2)、分子机械理论:
由于摩擦表面的微观不平,只有凸起点间接触,所以实际接触面积很小。
接触点由于单位压力产生塑性变形,从而发生粘着。
提高接触应力,即增大材料硬度H,可以减小摩擦系数;
降低剪切强度可以降低摩擦系数。
纯净表面接触面积大,故摩擦系数就大;
污染表面,污染膜可防止金属直接接触,摩擦系数就小
3)、摩擦的能量理论:
各种类型的摩擦和磨损现象都与表面能量有一定关系,表面能量对摩擦面的实际接触面积大小有影响,粘着表面能量与材料硬度H比值越大,摩擦系数越大。
5、解释粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损和氧化磨损,分析其磨损特点和影响因素。
(1)粘着磨损:
摩擦面相互滑动时,发生金属间的粘附转移,引起的磨损。
由于粘附作用,磨损可能从磨损付一方表面转移到另一方表面上,产生磨损转移。
影响因素:
材料、工作条件、温度
(2)磨料磨损:
硬的颗粒或摩擦付一方粗糙而坚硬,夹在摩擦付之间,在滑动摩擦负荷作用下引起材料的转移而引起磨损。
1)、纯金属及未经热处理硬化的钢,其抗磨能力与自然硬度成正比
2)、热处理硬化的钢其耐磨性随硬度增大而增强
3)、含C量大,耐磨性好
4)、脆性材料硬度不能用来衡量耐磨性,断裂韧性才是重要指标
影响因素:
磨粒硬度、磨粒尺寸
(3)疲劳磨损:
在滚动和滚动加滑动的摩擦副中,由于接触应力的反复作用,表面出现的剥落和点蚀损伤。
裂纹形成→裂纹扩展→剥落
材料的质量、表面粗糙度、表面硬度、润滑油粘度
(4)微动磨损:
紧配合副在压紧表面间,发生低振幅往复切向振动时引起的磨损
特点:
1)相对运动速度很低
2)磨屑不易排出
3)局部的磨损强度较大,造成局部表面剥落,易使零件产生疲劳,造成紧配合松动
4)磨屑氧化呈红棕色粉末(氧化铁):
影响因素:
材料、载荷、相对湿度、振动频率与振幅、温度
(5)氧化磨损
6、解释外部粘着、内部粘着及冷粘着、热粘着的特点。
外部粘附:
粘着点结合强度比摩擦付双方材料的强度低,其脱离发生在粘着点分界面处;
粘着时基本内部变形很小,呈现出轻微磨损,摩擦增大。
内部粘附:
粘着点结合强度比一方金属强度高,脱离发生在软金属一方的表层内部,大块磨粒从基体上撕裂下来。
冷粘着:
只与正压力有关,由材料凸点塑变引起
热粘着:
高应力、高速度时引起的摩擦焊
7、磨料磨损机理有哪三种假说?
1)、微切屑作用:
磨粒对金属表面进行微切屑作用而引起的
2)、表面疲劳:
表面层承受循环接触应力,产生材料表面疲劳破坏
3)、犁沟作用:
颗粒压入材料表面,沿表面作切线移动,犁出条条沟槽
8、微动磨损和表面疲劳磨损的机理。
微动磨损:
粘附磨损、氧化磨损、表面疲劳、磨粒磨损综合作用
的结果,大致分为三个阶段:
第一阶段:
第二阶段:
磨粒被氧化
第三阶段:
产生磨粒磨损
表面疲劳磨损:
1)裂纹源:
在接触应力作用下,亚表层塑性变形而造成晶格滑移,从而产生局部应力集中——裂纹源,当有大的滑动时,最大剪切应力向表层移动,内部缺陷也是产生裂纹的源泉。
2)裂纹扩展:
在应力的反复作用下,裂纹向表层内部扩展3)剥落:
多裂纹相互连接到一起,即形成剥落。
9、零件的腐蚀分为:
化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、氢脆、穴蚀
10、穴蚀的定义、形成条件,湿式缸套外表面穴蚀的形成机理,汽车使用中如何防止这类穴蚀?
穴蚀:
与流体相接触的零件表面,在外界振动和液流扰动的情况下,产生零件表面的小凹坑状和海棉状损坏。
形成条件:
液流扰动和外界振动
机理:
(气泡溃灭理论)气缸吸气时,缸壁向内振动,水体产生负压P0真空度而产生气泡;
爆发行程时,缸壁向外振动,水体压力增大,在高压下,水泡溃灭,向零件表面产生冲击力——造成疲劳
有压力差:
溃灭时,R趋于0.压力差趋于无穷,产生冲击,导致疲劳破坏
防治措施:
◆控制活塞与气缸间间隙,间隙小,振动冲击小
◆提高缸套的支承刚度;
◆保持冷却水的纯净,可少产生气泡;
◆设计缸套水道断面,使水流产生的扰动小;
◆减小水面张力,可以使气泡排出,可加乳化剂;
◆控制冷却水温(不在40~60℃之间)
◆维修中保证垂直度
第3章汽车维护基础知识
1、突发故障和渐发故障的特点及根本区别是什么?
突发故障:
损坏前没有前兆,即总成和机件达到极限状态是随机的、偶发的。
与事前汽车或总成的工作时间无关,仅与外界使用条件或偶然因素有关。
由于指数分布无记忆性,所以故障率为常数。
渐发故障:
表征汽车技术状况参数随行驶里程而逐渐变坏,是工作时间的单调连续函数,是平稳的。
1)、技术状况随汽车使用时间(行驶里程)增加而逐渐变坏,其变化呈平稳单调性。
2)、同一种汽车在同一时间投入使用后,经一段时间后各车辆的技术状
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