机械故障诊断高级实践试题集2026

机械故障诊断高级实践试题集2026一、单项选择题（每题2分，共20题）1.在滚动轴承的振动信号分析中，高频成分主要反映了什么？A.轴承内外圈缺陷B.保持架故障C.滚动体缺陷D.油膜波动2.涡轮机叶片裂纹故障时，频谱分析中通常会出现什么特征？A.低频主峰B.高频谐波C.谐波成分不明显D.窄带冲击信号3.液压系统中的压力脉动过大，可能的原因是什么？A.液压泵内泄漏B.液压阀堵塞C.液压管路振动D.以上都是4.旋转机械的轴心轨迹分析中，圆形轨迹通常表示什么？A.轴弯曲B.轴不对中C.轴间隙过大D.轴材质缺陷5.在红外热成像检测中，异常热点通常与什么故障相关？A.电气接触不良B.传动部件过载C.密封件失效D.以上都是6.旋转机械的油液分析中，铁元素含量突然升高可能是什么原因？A.轴承磨损加剧B.齿轮断齿C.轴承保持架断裂D.以上都是7.轴承振动信号的包络解调分析中，主要目的是什么？A.提取低频故障特征B.分析高频振动成分C.降低信号噪声D.提高信噪比8.机器状态监测中，"剩余寿命预测"的主要应用领域是什么？A.设备维护决策B.质量控制C.生产计划优化D.以上都是9.在超声波检测中，材料内部缺陷的反射信号通常具有什么特征？A.频率高、幅值小B.频率低、幅值大C.脉冲宽度窄D.信号衰减快10.旋转机械的"不对中"故障，在时域信号中通常表现为什么？A.窄带脉冲信号B.稳态正弦波C.低频波动D.高频噪声二、多项选择题（每题3分，共10题）1.振动信号分析中，常用的时域特征参数有哪些？A.均值B.均方根值C.峰值D.峰谷值E.脉冲密度2.液压系统故障诊断中，常见的故障模式有哪些？A.内泄漏B.外泄漏C.压力不足D.温度过高E.振动加剧3.旋转机械的轴不对中故障，可能导致的后果是什么？A.轴承磨损加剧B.传动效率降低C.油膜破裂D.温度异常升高E.产生共振4.红外热成像检测中，异常热点的类型有哪些？A.热点B.冷点C.温差D.热流E.热岛5.油液分析中，常用的磨损元素有哪些？A.铁B.铜C.铝D.镍E.硅6.超声波检测中，常用的检测方法有哪些？A.探头接触法B.对中法C.反射法D.脉冲回波法E.透射法7.旋转机械的"不平衡"故障，可能的原因有哪些？A.转子质量偏心B.零件松动C.附加不平衡D.轴弯曲E.轴承损坏8.状态监测系统中的数据采集要求有哪些？A.采样频率足够高B.信号调理合适C.传感器精度足够D.数据传输可靠E.存储容量足够9.机器故障诊断中，常用的专家系统方法有哪些？A.产生式规则B.决策树C.神经网络D.贝叶斯网络E.模糊逻辑10.设备健康管理（PHM）的主要技术有哪些？A.状态监测B.数据融合C.故障诊断D.剩余寿命预测E.维护决策三、判断题（每题1分，共10题）1.滚动轴承的故障特征频率与其转速成正比。（√）2.涡轮机叶片裂纹的故障特征频率是基频的整数倍。（×）3.液压系统的压力脉动主要是由液压泵的脉动引起的。（√）4.轴心轨迹分析中，椭圆形轨迹通常表示轴不对中。（√）5.红外热成像检测中，异常热点一定是故障点。（×）6.油液分析中，铁元素含量突然升高一定是轴承故障。（×）7.包络解调分析主要用于提取轴承故障特征。（√）8.机器状态监测的主要目的是预防故障。（×）9.超声波检测的穿透深度通常比X射线检测更小。（√）10.旋转机械的不平衡故障通常不会导致油液污染。（×）四、简答题（每题5分，共6题）1.简述振动信号分析中，时域分析和频域分析的主要区别。2.解释液压系统压力脉动产生的原因及危害。3.描述旋转机械轴不对中故障的典型特征。4.说明红外热成像检测中，异常热点形成的机理。5.列举油液分析中，判断轴承故障的常见方法。6.简述超声波检测在旋转机械中的应用场景。五、论述题（每题10分，共2题）1.论述旋转机械状态监测系统的设计要点及优化方向。2.结合实际案例，论述机器故障诊断中多传感器信息融合技术的应用价值。答案与解析一、单项选择题1.C解析：滚动轴承的振动信号中，高频成分主要反映了滚动体缺陷、保持架断裂等局部故障。2.B解析：涡轮机叶片裂纹故障时，频谱分析中通常会出现高频率的谐波成分，这是裂纹扩展引起的特征。3.D解析：液压系统中的压力脉动过大可能是由于液压泵内泄漏、液压阀堵塞或液压管路振动等多种原因导致的。4.B解析：旋转机械的轴心轨迹分析中，圆形轨迹通常表示轴不对中，即轴与轴承或轴承与座之间存在角度偏差。5.D解析：红外热成像检测中，异常热点可能由电气接触不良、传动部件过载或密封件失效等多种原因引起。6.D解析：旋转机械的油液分析中，铁元素含量突然升高可能是由于轴承磨损加剧、齿轮断齿或轴承保持架断裂等多种原因导致的。7.A解析：轴心轨迹分析中，包络解调分析的主要目的是提取低频故障特征，如轴不对中、轴承故障等。8.A解析：机器状态监测中，"剩余寿命预测"的主要应用领域是设备维护决策，通过预测剩余寿命来制定合理的维护计划。9.B解析：超声波检测中，材料内部缺陷的反射信号通常具有频率低、幅值大的特征，这是由于缺陷尺寸较大的缘故。10.C解析：旋转机械的"不对中"故障，在时域信号中通常表现为低频波动，这是由于轴与轴承之间的相对运动引起的。二、多项选择题1.A,B,C,D,E解析：振动信号分析中，常用的时域特征参数包括均值、均方根值、峰值、峰谷值和脉冲密度等。2.A,B,C,D,E解析：液压系统故障诊断中，常见的故障模式包括内泄漏、外泄漏、压力不足、温度过高和振动加剧等。3.A,B,C,D,E解析：旋转机械的轴不对中故障可能导致的后果包括轴承磨损加剧、传动效率降低、油膜破裂、温度异常升高和产生共振等。4.A,B,C,D,E解析：红外热成像检测中，异常热点的类型包括热点、冷点、温差、热流和热岛等。5.A,B,C,D,E解析：油液分析中，常用的磨损元素包括铁、铜、铝、镍和硅等。6.A,C,D,E解析：超声波检测中，常用的检测方法包括探头接触法、反射法、脉冲回波法和透射法等。7.A,B,C,D,E解析：旋转机械的"不平衡"故障可能的原因包括转子质量偏心、零件松动、附加不平衡、轴弯曲和轴承损坏等。8.A,B,C,D,E解析：状态监测系统中的数据采集要求包括采样频率足够高、信号调理合适、传感器精度足够、数据传输可靠和存储容量足够等。9.A,B,C,D,E解析：机器故障诊断中，常用的专家系统方法包括产生式规则、决策树、神经网络、贝叶斯网络和模糊逻辑等。10.A,B,C,D,E解析：设备健康管理（PHM）的主要技术包括状态监测、数据融合、故障诊断、剩余寿命预测和维护决策等。三、判断题1.√解析：滚动轴承的故障特征频率与其转速成正比，这是由于故障频率是转子转速与故障特征频率比值的整数倍。2.×解析：涡轮机叶片裂纹的故障特征频率通常是基频的整数倍，但并非所有裂纹故障都遵循这一规律。3.√解析：液压系统的压力脉动主要是由液压泵的脉动引起的，这是液压泵工作原理决定的。4.√解析：轴心轨迹分析中，椭圆形轨迹通常表示轴不对中，即轴与轴承或轴承与座之间存在角度偏差。5.×解析：红外热成像检测中，异常热点不一定是故障点，可能是正常的热分布差异。6.×解析：油液分析中，铁元素含量突然升高不一定是轴承故障，可能是其他金属部件磨损。7.√解析：包络解调分析主要用于提取轴承故障特征，通过解调高频振动信号来识别轴承缺陷。8.×解析：机器状态监测的主要目的是实时监测设备状态，预防故障，但不仅仅于此。9.√解析：超声波检测的穿透深度通常比X射线检测更小，这是由于超声波在介质中的衰减较大。10.×解析：旋转机械的不平衡故障会导致油液污染，因为不平衡会引起轴承和轴的磨损。四、简答题1.简述振动信号分析中，时域分析和频域分析的主要区别。解析：时域分析直接分析振动信号的波形特征，如幅值、频率、波形形状等，适用于观测信号的瞬时变化。频域分析通过傅里叶变换将信号分解为不同频率成分，适用于识别信号的频率特征，如故障特征频率。2.解释液压系统压力脉动产生的原因及危害。解析：液压系统压力脉动的主要原因是液压泵的脉动、液压管路的振动和液压阀的动态响应等。压力脉动会导致系统振动加剧、油液发热、元件磨损加剧，严重时会影响系统稳定性。3.描述旋转机械轴不对中故障的典型特征。解析：旋转机械轴不对中故障的典型特征包括振动幅值增大、频谱中出现低频分量、轴心轨迹呈椭圆形、油膜破裂和轴承温度升高。4.说明红外热成像检测中，异常热点形成的机理。解析：红外热成像检测中，异常热点形成的机理主要是由于设备部件的温度异常升高，如电气接触不良导致电阻增大、传动部件过载导致摩擦加剧等。5.列举油液分析中，判断轴承故障的常见方法。解析：油液分析中，判断轴承故障的常见方法包括磨损元素分析、油液光谱分析、铁谱分析等，通过分析油液中的磨损元素种类和含量来判断轴承故障。6.简述超声波检测在旋转机械中的应用场景。解析：超声波检测在旋转机械中的应用场景包括轴承故障检测、齿轮故障检测、密封件泄漏检测等，通过超声波信号来识别设备内部的缺陷和故障。五、论述题1.论述旋转机械状态监测系统的设计要点及优化方向。解析：旋转机械状态监测系统的设计要点包括传感器选型、信号调理、数据采集、数据处理、故障诊断和预警等。优化方向包括提高传感器精度、优化信号处理算法、增强故障诊断准确性、实现实时监测和智