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失效机制是导致零件、元器件和材料失效的物理或化学过程。此过程的诱发因素有内部的和外部的。在研究失效机制时，通常先从外部诱发因素和失效表现形式入手，进而再研究较隐蔽的内在因素。在研究批量性失效规律时，常用数理统计方法，构成表示失效机制、失效方式或失效部位与失效频度、失效百分比或失效经济损失之间关系的排列图或帕雷托图，以找出必须首先解决的主要失效机制、方位和部位。任一产品或系统的构成都是有层次的，失效原因也具有层次性，如系统－单机－部件（组件）－零件（元件）－材料。上一层次的失效原因即是下一层次的失效现象。越是低层次的失效现象，就越是本质的失效原因。. h* z7 W+ `( |2 ^: t. ]$ {1 e
' {) X4 k! b% q' J8 a" a6 n" ~基本概念编辑" W, ~% o, p) Q4 M( I! \2 }) h
/ S7 H& K4 ?9 Y) V4 G: @
1.1 失效和失效分析, t8 E5 k: ~7 S. ?$ J0 K$ n
5 ~8 {/ @( u* ^0 f1 L, D产品丧失规定的功能称为失效。
3 N- a/ Y% K9 S/ J( q8 l% _: a/ S% V; _
判断失效的模式，查找失效原因和机理，提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动称为失效分析。
: B$ p+ c1 C- S# F3 z- P: _5 M1 [6 P/ s" ~
1.2 失效和事故8 a2 l$ J$ Z/ {( Z3 h% t' I
# n. M3 s. {+ X0 l3 b
失效与事故是紧密相关的两个范畴，事故强调的是后果，即造成的损失和危害，而失效强调的是机械产品本身的功能状态。失效和事故常常有一定的因果关系，但两者没有必然的联系。3 ^/ N l/ T" c8 A1 N0 B
8 ]5 e! y4 h, d" y7 {/ R/ T1.3 失效和可靠
9 ]% X' Y; ?& n& K7 p
; P& N5 C" L; U失效是可靠的反义词。机电产品的可靠度R(t）是指时间t内还能满足规定功能产品的比率，即n(t)/n(0),n(t）为时间t内满足规定功能产品的数量，n(0）为产品试验总数量。累积失效概率F(t）就是时间t内的不可靠度，即F(t)=1-R(t)=[n(0)-n(t)]/n(0）。
5 R$ J6 h* A2 ~& ]- n" X
" K A3 H2 n* N+ r* C1.4 失效件和废品
Z' i( T: P# G) o4 l4 t
7 ~% o! S/ A( T) _8 o失效件是指进入商品流通领域后发生故障的零件，而废品则是指进入商品流通领域前发生质量问题的零件。废品分析采用的方法常与失效分析方法一致。2 ^8 h/ ]3 {( I3 u+ B
1 j: X: A0 u" B8 Z2 g% Y, {9 y1.5 失效学
c/ }: B& V: m/ B, `0 A4 j) }6 Q9 g! d, U: s+ u- G
研究机电产品失效的诊断、预测和预防理论、技术和方法的交叉综合的分支学科。失效学与相关学科的边界还不够明确，它是一个发展中的新兴学科。
6 N& M" R5 z! h" u" B' A: _/ o5 N. i
分类编辑- [% Y6 k/ `1 Y/ b
# y; \# K& v! k# k M& _2.1 按功能分类
: X2 q( G2 k* S5 m4 t7 q
! m! f0 B6 O4 `2 t& ?由失效的定义可知，失效的判据是看规定的功能是否丧失。因此，失效的分类可以按功能进行分类。例如，按不同材料的规定功能可以用各种材料缺陷（包括成分、性能、组织、表面完整性、品种、规格等方面）来划分材料失效的类型。对机械产品可按照其相应规定功能来分类。' F- j. F- N( |
. [% _0 p2 ?; q6 A9 b5 C
2.2 按材料损伤机理分类
+ D! G) P9 m% M$ K" e. h& N% N
2 P6 o6 f+ M' z% b; g$ O根据机械失效过程中材料发生变化的物理、化学的本质机理不同和过程特征差异,9 y- H* o; j$ }+ U) q
9 F9 X5 Z7 l# { f1 \2.3 按机械失效的时间特征分类! @7 c% a9 k7 P+ E. M( ?
- P" s3 o7 q# u* ~, @1 p& q% L⑴早期失效 可分为偶然早期失效和耗损期失效。/ X0 J; _, K% F% y
$ A0 ]2 N' T6 X+ o$ ]) a
⑵突发失效 可分为渐进（渐变）失效和间歇失效。1 L/ \: R A' q% p/ d9 f. Y
: h* D6 {6 o! s6 B2.4 按机械失效的后果分类4 Y! O2 \, Z, E/ E6 ~" b
5 R' B j4 [0 x8 B" M⑴部分失效
. M: N* O2 W y
, p4 y" B+ a0 N2 A% K. F4 q( R⑵完全失效
- R( s. K4 Y1 Y- D/ r" N6 c$ V( a, z$ c8 l3 ?; ?2 W/ D4 i
⑶轻度失效
! H* t; u. q0 ]1 n
% `9 [3 a; Y) ~⑷危险性（严重）失效
. N/ X# y1 C$ O) @) }/ n1 y4 r: A+ ^
⑸灾难性（致命）失效7 U |% p! A) U# C, H8 h0 q
6 ~! v8 A$ x5 ^' I6 \/ V/ I失效分析的分类一般按分析的目的不同可分为：1 [5 t, G [9 M7 L
; b2 x# u* }: g$ A$ O; V) G2 m/ G. ~
⑴ 狭义的失效分析：主要目的在于找出引起产品失效的直接原因。! U5 Y* u) ~6 c9 o" t9 z
' e' f- w$ D7 ?6 O, E, G
⑵广义的失效分析：不仅要找出引起产品失效的直接原因，而且要找出技术管理方面的薄弱环节。+ s6 |8 S2 p& T9 T! F# S
2 K* j1 k( b6 o) i
⑶新品研制阶段的失效分析：对失效的研制品进行失效分析。
0 ?. l6 N# b9 Q- e. y/ T
, J& _2 ?) E, B& E! s0 K⑷产品试用阶段的失效分析：对失效的试用品进行失效分析。
4 ]- o2 m" g7 d. S: b8 O* K
0 x |) J2 K4 Y1 p. _⑸定型产品使用阶段的失效分析：对失效的定型产品进行失效分析。* R& A9 y& ~" c' v5 J
+ o1 v& a6 l; t1 ^) }1 T
⑹修理品使用阶段的失效分析：对失效的修理品进行失效分析。; ^: P. `4 ]! `, i3 I
' f: [1 A: ?- V+ |* J7 B. c) r6 ~. H
宝冶失效分析
% r7 b% w1 c8 Q1 t
+ Y- e/ F7 g7 D9 ^( O4 M4 M宝冶失效分析
+ f1 u+ `1 y* i" c' m% Z; T- z& V
* t- P! p% T* L2 O5 @+ J意义编辑! k, f8 h- Z0 Z: M4 I# H
! o" G7 C, V) E3 s( \ G+ D产品质量是企业的生命线。提高产品质量、延长零部件的使用寿命，是企业的立足之本。& \. l, p! x! @3 S, c6 b4 P+ o
$ [" _- i9 z* M0 _& U) u1 m2 a9 L
零件失效分析意义：
0 j( a& q; ?: k
# [) ~" }- u# G* E1.减少和预防同类机械零件的失效现象重复发生，保障产品质量，提高产品竞争力。
+ h. o8 o k7 Z7 [5 k; @* r K4 W$ C m% N
2.分析机械零件失效原因，为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务、修改产品质量标准等提供科学依据。" n' J9 V- I8 O5 q9 G
5 h% R; F* \5 y* r& ]" a2 x3.为企业技术开发、技术改造提供信息，增加企业产品技术含量，从而获得更大的经济效益。9 L" q) r; ^) [/ S
. t0 b: E t! L: N# S" [分析步骤编辑
3 b; Q; [1 e4 G# K+ `
! V6 z; U) _$ ]+ S; x一、事故调查
; z; j0 M$ z H8 c* b9 u. F( n3 T# Y. h6 @6 \
1.现场调查
; a+ p! _* H' g( b
! X. s. p5 c. Y# k9 S' G2.失效件的收集
9 y% X8 t/ u+ I, t6 _7 P& W5 l( n3 e6 V* n5 Q
3.走访当事人和目击者
% t( ]& T- W5 s6 o: }1 o8 x) Q' w% G- e- v% p
二、资料搜集
4 U1 A- q) b9 C8 H7 h/ L: i. O- n4 i5 W7 ~; r+ K
1.设计资料：机械设计资料，零件图
8 t s/ A3 X5 h/ t7 f f# @9 t% y! K. ^1 G9 y/ i! t4 j
2.材料资料：原材料检测记录
% s6 a0 r: q+ {; q" h4 v/ _5 m' @, X
3.工艺资料：加工工艺流程卡、装配图
4 z0 i. [1 h. j& i: u1 A& F+ V: T) \! @, ?+ ^; T$ l
4.使用资料：维修记录，使用记录等7 }& {6 j c3 n. A( A
; |! \6 |& t) ?, s8 j
三、失效分析工作流程1 ~, o* r/ J; c0 K/ ~2 _2 {
2 K$ s4 ]0 O& m Y5 C) W* I/ y; f
1.失效机械的结构分析5 q0 ^3 P! P8 |
* X+ t( ^; j: i& p3 @# m
失效件与相关件的相互关系，载荷形式、受力方向的初步确定$ W$ I2 f" B* [9 h& w1 u: J) c6 w) A
; N; M3 H0 {3 m6 ]# t2.失效件的粗视分析
/ q+ v! f) C4 m7 L2 t3 ^7 U# u0 Q$ G# D; }8 x; x D
用眼睛或者放大镜观察失效零件，粗略判断失效类型（性质）。
/ H! B: Q, V0 i" ~ N# I. a3 O* `! y4 [! s
3.失效件的微观分析
( T" D, c; T. p& a$ r! m& f
& D. W p9 j" c* c2 y用金相显微镜、电子显微镜观察失效零件的微观形貌，分析失效类型（性质）和原因。+ Z+ {) I& {+ g& y3 b% U% K* I
3 ?5 ~: S) R' e8 ^0 b! k4.失效件材料的成分分析: J3 w( L6 P& B2 y, o l
# R9 L: \4 O9 P# r4 ]. ~# E% \
用光谱仪、能谱仪等现代分析仪器，测定失效件材料的化学成分。
3 {: s, D% s4 `) V; Y* t, R8 L/ c0 R: ^2 N
5.失效件材料的力学性能检测 A8 r9 X# H' i# u/ n8 Q, {7 W! v
+ ~( G, s5 C. C5 N+ [2 V
用拉伸试验机、弯曲试验机、冲击试验机、硬度试验机等测定材料的抗拉强度、弯曲强度、冲击韧度、硬度等力学性能。# H; }/ n- |1 o. V/ D
8 W0 A+ I- x8 ?
6.应力测试、测定：用x光应力测定仪测定应力
/ w3 N' y/ | |7 u
7 V0 S! c/ C' |用x光应力测定仪测定应力
1 \2 T. T5 `9 f/ L( {( u3 a0 i5 G; w$ f+ b# C3 K- j
7.失效件材料的组成相分析 c3 D( f/ R8 l+ F- Z! t X4 g2 `
! E4 `7 ^( o2 s z用x光结构分析仪分析失效件材料的组成相。$ T$ [- c5 I0 v8 C! ^
% q. J; b. [- _( q! H9 Z' L z
8.模拟试验（必要时）# P1 U7 ]1 B" a
/ i) f( W5 q4 S a在同样工况下进行试验，或者在模拟工况下进行试验。
# [2 y0 F* B9 h7 N! i. c. g3 i# ]6 o9 m- j9 I
四、分析结果提交
7 }9 ]' n3 T! D m
! [6 F) |. L9 E$ `1.提出失效性质、失效原因+ Q4 }# K, |% i' f/ M0 s
2 u2 q- ]; o8 [3 g! p9 U6 t
2.提出预防措施
, z' g" q9 N& M+ r: h& n* z1 b8 ^& P% I0 A0 P' p
3.提交失效分析报告* S' y) H: n' D! r
8 y9 {1 h) K5 n4 p; Q, Y
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发表于 2022-4-1 13:05
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