2026年机械工程故障诊断模拟试题

2026年机械工程故障诊断模拟试题一、单项选择题（每题2分，共20题）1.在旋转机械的振动监测中，通常认为频率为1倍转速的振动主要反映的是（）。A.轴弯曲B.轴不对中C.轴承缺陷D.齿轮啮合问题2.涡轮机叶片裂纹故障时，频谱分析中常见的特征频率是（）。A.基频B.2倍频+谐波C.3倍频+谐波D.轴转速频率3.液压系统油液污染度检测中，ISO4406标准中，代码“22/18”表示（）。A.污染颗粒数≥22粒/10mL，最大颗粒尺寸≥18μmB.污染颗粒数≤22粒/10mL，最大颗粒尺寸≤18μmC.污染颗粒数≥18粒/10mL，最大颗粒尺寸≥22μmD.污染颗粒数≤18粒/10mL，最大颗粒尺寸≤22μm4.电机轴承温度异常升高，但振动正常，可能的原因是（）。A.轴承滚道点蚀B.轴承润滑不良C.轴承外圈松动D.轴承轴向载荷过大5.在设备故障诊断中，阶跃响应法主要用于测试系统的（）。A.频率响应特性B.阻尼比C.自然频率D.稳定性6.汽轮机汽缸振动监测中，若发现振动幅值随负荷变化而剧烈波动，可能是（）。A.汽封磨损B.联轴器不对中C.汽轮机转子不平衡D.基础松动7.金属疲劳裂纹扩展速率与应力幅值的关系，通常符合（）。A.幂律关系B.指数关系C.对数关系D.线性关系8.振动信号处理中，小波变换的主要优势是（）。A.对非平稳信号处理效果差B.无法捕捉信号突变C.无法进行时频分析D.对暂态信号分析能力强9.设备状态监测中，油液光谱分析主要用于检测（）。A.油液污染度B.油液黏度变化C.油液氧化程度D.极压添加剂消耗10.轴承故障诊断中，内圈故障特征频率是（）。A.(1+X)×BPFIB.(1-X)×BPFIC.X×BPFID.2×BPFI二、多项选择题（每题3分，共10题）1.旋转机械振动分析中，轴不对中故障的典型特征包括（）。A.低频振动幅值增大B.2倍频振动幅值增大C.轴承座处振动相位突变D.高频谐波丰富2.设备故障诊断中，常用的信号处理方法包括（）。A.快速傅里叶变换（FFT）B.小波变换C.自相关分析D.短时傅里叶变换3.涡轮机叶片断裂故障时，可能出现的异常现象有（）。A.振动幅值突然增大B.振动频率发生偏移C.油液温度异常升高D.声音信号中冲击成分增强4.液压系统故障诊断中，油液污染物的主要类型包括（）。A.硬颗粒B.软颗粒C.气泡D.油泥5.电机轴承故障诊断中，常见故障类型包括（）。A.滚道点蚀B.保持架断裂C.滚珠碎裂D.润滑不良6.设备故障诊断中，振动监测的主要优势包括（）。A.可早期发现故障B.可定量评估故障程度C.适用于多种设备类型D.成本低、实施方便7.汽轮机振动监测中，异常振动的可能原因包括（）。A.轴弯曲B.联轴器不对中C.汽轮机转子不平衡D.基础松动8.油液光谱分析中，可检测的磨损元素包括（）。A.铁元素B.铜元素C.铝元素D.硅元素9.设备故障诊断中，常用的监测方法包括（）。A.振动监测B.温度监测C.油液分析D.声音监测10.轴承故障诊断中，故障特征频率的计算公式包括（）。A.BPFI=（轴转速×2π）/（60×转数）B.BPFO=（2×轴转速×2π）/（60×转数）C.BSF=（3×轴转速×2π）/（60×转数）D.BPFI=（轴转速×2π）/（60×轴承内圈转数）三、判断题（每题1分，共10题）1.设备故障诊断中，振动信号的主频成分通常反映了设备的旋转速度。（√）2.涡轮机叶片裂纹故障时，振动频谱中会出现明显的2倍频和3倍频成分。（√）3.油液光谱分析只能检测金属磨损元素，无法检测非金属污染物。（×）4.电机轴承故障时，通常会导致轴承温度异常升高。（√）5.阶跃响应法适用于测试系统的瞬态特性，但无法反映系统的频率响应。（×）6.汽轮机汽缸振动异常通常与汽封磨损或联轴器不对中有关。（√）7.金属疲劳裂纹扩展速率与应力幅值呈线性关系。（×）8.小波变换适用于非平稳信号分析，但无法捕捉信号的突变特征。（×）9.设备故障诊断中，油液污染度检测只能通过目视观察进行。（×）10.轴承故障时，振动信号中高频成分通常会减弱。（×）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述旋转机械振动监测中，轴不对中故障的典型特征及其诊断方法。（答：轴不对中故障会导致低频振动幅值增大，2倍频振动幅值增大，轴承座处振动相位突变。诊断方法包括振动频谱分析、相位分析、轴承座振动监测等。）2.简述液压系统油液污染度检测的意义及ISO4406标准的应用。（答：油液污染度检测可评估液压系统的运行状态，防止磨损和失效。ISO4406标准通过颗粒数量和尺寸范围描述污染程度。）3.简述电机轴承故障诊断中，振动信号特征频率的计算方法及典型故障类型。（答：振动特征频率包括BPFI（内圈故障）、BPFO（外圈故障）、BSF（保持架故障）。典型故障类型包括滚道点蚀、保持架断裂等。）4.简述汽轮机振动监测中，异常振动的可能原因及诊断方法。（答：可能原因包括轴弯曲、联轴器不对中、汽轮机转子不平衡、基础松动。诊断方法包括振动频谱分析、相位分析、轴承座振动监测等。）5.简述设备故障诊断中，振动监测和油液分析的优缺点及适用场景。（答：振动监测可早期发现故障，但成本较高；油液分析可检测磨损元素，但无法全面评估系统状态。两者结合可提高诊断准确性。）五、论述题（每题10分，共2题）1.论述旋转机械振动监测中，轴不对中故障的机理、特征频率及诊断方法。（答：轴不对中会导致转子偏心，产生低频振动和2倍频振动。特征频率包括1倍频、2倍频。诊断方法包括振动频谱分析、相位分析、轴承座振动监测等。）2.论述设备故障诊断中，多传感器信息融合技术的应用价值及实现方法。（答：多传感器信息融合技术可提高诊断准确性，通过振动、温度、油液等多源数据综合分析。实现方法包括加权平均法、贝叶斯网络法等。）答案与解析一、单项选择题1.B解析：轴不对中主要导致低频振动和2倍频振动，反映转子偏心。2.B解析：叶片裂纹故障会导致2倍频+谐波成分显著增强。3.A解析：ISO4406标准中，代码“22/18”表示10mL油液中≥22粒颗粒，最大颗粒尺寸≥18μm。4.B解析：润滑不良会导致轴承摩擦加剧，温度升高但振动不明显。5.B解析：阶跃响应法主要用于测试系统的阻尼比和稳定性。6.B解析：联轴器不对中会导致振动幅值随负荷变化剧烈波动。7.A解析：金属疲劳裂纹扩展速率与应力幅值呈幂律关系。8.D解析：小波变换适用于暂态信号分析，可捕捉信号突变。9.A解析：油液光谱分析主要用于检测金属磨损元素。10.A解析：内圈故障特征频率为（1+X）×BPFI（X为内圈转数与轴转数之比）。二、多项选择题1.A,B,C解析：轴不对中故障会导致低频振动、2倍频振动和相位突变。2.A,B,C,D解析：振动信号处理方法包括FFT、小波变换、自相关分析等。3.A,B,D解析：叶片断裂会导致振动幅值增大、频率偏移和冲击成分增强。4.A,B,C,D解析：油液污染物包括硬颗粒、软颗粒、气泡和油泥等。5.A,B,C解析：电机轴承故障类型包括滚道点蚀、保持架断裂和滚珠碎裂等。6.A,B,C解析：振动监测可早期发现故障、定量评估故障程度，适用于多种设备。7.A,B,C,D解析：汽轮机振动异常可能由轴弯曲、联轴器不对中、转子不平衡或基础松动引起。8.A,B,C,D解析：油液光谱分析可检测铁、铜、铝、硅等磨损元素。9.A,B,C,D解析：设备状态监测方法包括振动、温度、油液和声音监测等。10.A,B,C解析：轴承故障特征频率计算公式包括BPFI、BPFO、BSF等。三、判断题1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.×10.×四、简答题1.答：轴不对中故障会导致低频振动幅值增大，2倍频振动幅值增大，轴承座处振动相位突变。诊断方法包括振动频谱分析、相位分析、轴承座振动监测等。2.答：油液污染度检测可评估液压系统的运行状态，防止磨损和失效。ISO4406标准通过颗粒数量和尺寸范围描述污染程度。3.答：振动特征频率包括BPFI（内圈故障）、BPFO（外圈故障）、BSF（保持架故障）。典型故障类型包括滚道点蚀、保持架断裂等。4.答：可能原因包括轴弯曲、联轴器不对中、汽轮机转子不平衡、基础松动。诊断方法包括振动频谱分析、相位分析、轴承座振动监测等。5.答：振动监测可早期发现故障，但成本较高；油液分析可检测磨损元素，但无法全面评估