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2023-06-28
使用性能原则：提升系统效率的必要方案
【摘要】：零件的工作条件主要指受力情况、工作环境、特殊性能要求等。一般零件的使用性能主要是指材料的力学性能。常用零件的工作条件、失效形式及对性能的要求见表8-1。对于在复杂条件下工作的零件，必须采用特殊性能指标作为选材依据。例如，采用高温强度、低周疲劳及热疲劳性能、疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性以及介质作用下的力学性能指标等作为选材依据。
1. 零件选材主要性能指标
在进行零件选材时，应根据零件的工作条件和失效形式确定材料应具有的主要性能指标，这是保证零件安全可靠、经久耐用的先决条件。
零件的工作条件主要指受力情况、工作环境、特殊性能要求等。若材料性能不能满足零件的工作条件，零件就不能正常工作或早期失效。
一般零件的使用性能主要是指材料的力学性能。零件工作条件不同、失效形式不同，其力学性能指标要求也不同。常用零件的工作条件、失效形式及对性能的要求见表8-1。
表8-1 常用零件的工作条件、失效形式及对性能的要求
2. 选材注意事项
值得注意的是，零件所要求的力学性能数据不能简单地从机械手册中直接选取，还必须注意以下情况：
（1）材料的性能不仅与化学成分有关，还与加工、处理后的状态有关，金属材料尤其明显。所以要分析机械手册中的性能指标是在何种条件下得到的。
（2）材料的性能与加工处理时试样的尺寸有关，随着截面尺寸的增大，力学性能一般是降低的。因此，必须考虑零件尺寸与机械手册中试样尺寸的差别，并进行适当的修正。
（3）材料的化学成分、加工处理的工艺参数本身都有一定波动范围。一般机械手册中的数据，大多是波动范围的下限值，也就是说，在尺寸和处理条件相同时，机械手册的数据是偏安全的。
对于在复杂条件下工作的零件，必须采用特殊性能指标作为选材依据。例如，采用高温强度、低周疲劳及热疲劳性能、疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性以及介质作用下的力学性能指标等作为选材依据。
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