产品可靠性失效分析

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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。

基本概念编辑

1.1 失效和失效分析

产品丧失规定的功能称为失效。

( ]9 e4 h8 T/ g/ q; ^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。
) C! l; W. R) k0 p+ c
1.2 失效和事故

/ P; C8 n$ o/ E( @" V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。
  M3 p) C% s7 E- B0 k
2 c5 V0 T/ @. A2 e" g' v0 Z* y  i1.3 失效和可靠
% S0 D, M, P2 J8 N; i
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）。

1.4 失效件和废品
' j6 C8 x% T3 Y) r6 T' ]9 P0 }5 D2 `
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。

1.5 失效学

$ o  a+ G9 l. Y: V; r* D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。

分类编辑

. T' I7 e+ S; B2.1 按功能分类

5 N7 Y+ f- W# Y# g' u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。
& {4 R' m/ P3 s7 T5 e
- Z, ^* |& E2 u+ ~7 D- g8 s2.2 按材料损伤机理分类

; s' J2 v7 |" I+ n& h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,

2.3 按机械失效的时间特征分类

" e. h/ J+ G: O( ^1 z* d⑴早期失效 可分为偶然早期失效和耗损期失效。

3 L$ e' R8 A0 V* h. K# q⑵突发失效 可分为渐进（渐变）失效和间歇失效。
) F. l; F0 `" @2 b' E+ G( V
; ^" Y6 A) J7 d! B& C2.4 按机械失效的后果分类
% @+ b1 g7 [& o; u  g) R3 ]
) Z9 O6 }# @( C0 C  D* B* c2 O⑴部分失效

- m, O# }& b# m% _⑵完全失效
( {# Q3 M, b. |! v# b6 g
⑶轻度失效
# S5 }; m4 w+ a( t1 c) \
⑷危险性（严重）失效

⑸灾难性（致命）失效

失效分析的分类一般按分析的目的不同可分为：

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。

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。

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。

. |7 t! u# f5 Y: W( Y, ^5 M) ?⑷产品试用阶段的失效分析：对失效的试用品进行失效分析。
7 @- E9 A( j+ H$ t& X
* q) E( f9 i9 W, m( n  U⑸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。

1 s. ?- ~" }/ ~  c⑹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。
  d) S; }  i3 I  Q9 _$ ?
宝冶失效分析
8 K. W3 L* n+ e7 K  U, G) E
3 D- i* L, [( J, x宝冶失效分析
* P. F4 g, g7 J  L5 F; i, r0 s+ v6 J) g
  I' R% z0 `8 {意义编辑

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。

2 g9 A2 I+ m+ |3 o/ Y; d; v( d: g- s零件失效分析意义：
* X! @0 I  j$ X. i" i, `
5 n' @' t' L8 }- p+ M1.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。

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。

! y9 f: m7 r* @3.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。

" B. P9 R; V" P7 k分析步骤编辑

一、事故调查
& w* U9 q, @0 k4 m5 r- _6 N' p# V* x
1.现场调查

; U% G7 A- f) q7 K3 v2.失效件的收集

, T- a) _9 K0 R) G8 o3.走访当事人和目击者
+ [% w$ ^' G, N. x$ ^# I
7 g, F! I8 B" m0 e2 m$ S二、资料搜集
0 t) u: W/ X2 o3 b3 h
# H: p' ]2 s2 m; B" U; c1.设计资料：机械设计资料，零件图
, {7 B! k7 Z/ B) z9 l% `
) M: x7 j; N  G# {( v8 C2.材料资料：原材料检测记录
# e  z1 e" p# H$ [" O+ _
3.工艺资料：加工工艺流程卡、装配图

/ j! @: c1 N2 B% @  a4.使用资料：维修记录，使用记录等

三、失效分析工作流程
0 A/ W  V' P  R; C; G
1.失效机械的结构分析

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
1 R% M; U+ D, q0 m
2 F- a9 t: d& Y( V2.失效件的粗视分析
1 C$ b9 J- R1 F/ t, r- C
用眼睛或者放大镜观察失效零件，粗略判断失效类型（性质）。

$ T# R4 B  |" ], N. n1 v3.失效件的微观分析
0 X$ B5 |  f/ n) ?6 E3 a
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。

% D5 \" a3 @  f! O4.失效件材料的成分分析

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。

6 [% \1 `& m+ ~/ h, a5.失效件材料的力学性能检测
: U/ L/ \# L2 |/ x* L! \/ _* J
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。
# x. s, F- l/ L; L+ l7 o
8 r, ]$ O+ e! K# M& D) y" k6.应力测试、测定：用x光应力测定仪测定应力
9 l0 [1 R3 ~' s4 j* r) M
+ [/ C9 r3 E# U, s6 e0 k用x光应力测定仪测定应力

# Z/ n7 U: D5 |& s) m7.失效件材料的组成相分析
7 a2 J$ ^- D6 t% m
. L5 s- r" V4 X3 v2 m用x光结构分析仪分析失效件材料的组成相。

& r1 k. e% w  y, \8.模拟试验（必要时）
' |( D% c# q  `  w- ?4 h
在同样工况下进行试验，或者在模拟工况下进行试验。

四、分析结果提交

% Q3 [/ G, H+ m  x1.提出失效性质、失效原因
; z8 w/ D* i4 u: Z4 E& u
2.提出预防措施
7 V0 p) M0 [/ ~" ], f% s2 b
6 S# l+ h& g- B/ L0 g9 u# n3.提交失效分析报告

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失效的分类可以按功能进行分类

wushy32

产品质量是企业的生命线，厉害了