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

9 Y, ?- s0 Q) @) z; w; v# {1.1 失效和失效分析
% ^9 O1 W9 h1 p* R. T+ W
) X' `8 H  @: \6 d1 k: {5 a产品丧失规定的功能称为失效。
+ e+ b2 i! [" c" l% B% H
) G3 Z- u1 l3 K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。

1.2 失效和事故
% b/ \0 Y1 w" e- Z0 b8 S
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。
/ Q) Y8 m1 v8 e
2 S% i. @6 I8 o& o4 E5 T- m  H* Z4 ^1.3 失效和可靠

5 N% i; x8 x6 F0 q% T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）。
- E# U1 n+ ~" {
1.4 失效件和废品
# d+ C, n5 u7 n+ @: n; q4 e0 x
- a% ^' A& s9 [% `/ \/ O& m* E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。
+ c# p9 G$ }0 m! v! I* |: B6 @* i
9 q0 E- [+ |+ u- ]' i6 l% J1.5 失效学

. H; `& U# g' ]' O8 Z( a1 H& ^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。

& g8 l0 P( W. O& ]分类编辑

  W- D. Y1 A8 u0 P9 ]' `2.1 按功能分类
. c: e/ l, p$ C! s4 A
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。

' N: L5 g! p( B5 G# k3 l5 D2.2 按材料损伤机理分类
3 C: E6 V$ J( ^" I* x" g) l/ @6 z
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,
4 [' G* Q0 p/ j; m" {( \  ]! L* t! T7 k
2.3 按机械失效的时间特征分类

⑴早期失效 可分为偶然早期失效和耗损期失效。
' j( ]! x; ~6 C6 T' f* U) `
⑵突发失效 可分为渐进（渐变）失效和间歇失效。
* Z& q2 u5 F8 W$ {/ p# |3 f/ n
- Q& c0 p% {. F1 s2.4 按机械失效的后果分类
7 a# X' _3 y: @" o* q. ]! O7 W( i
. B( D) T1 J# v/ _2 \⑴部分失效
& v0 I' R3 q: h- u
⑵完全失效

3 r7 h9 i- F" F: d5 `) U% K⑶轻度失效
6 _* C( T- i( b0 `% R) w) L- G) d
0 u: k( J9 U0 T8 q⑷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：
! @# i2 `4 J7 y
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。
5 z; ]! _8 {- q+ ^7 r
8 `! j' K  Q. D, t% b  g⑵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。

- _. b/ G3 h* A' m7 B% k+ Q' U⑶新品研制阶段的失效分析：对失效的研制品进行失效分析。
" L, w& ^9 n! q! g5 \
( E# B- c' S" e2 a! D- d) I4 _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。
$ u; w3 r" `" c! K
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。

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。

宝冶失效分析

5 Z8 x. d& K, F* O7 D/ S$ d0 O5 J宝冶失效分析
& _  S$ ?  g- l9 J$ f
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。

( n2 S- Z! j* S- s+ \$ H0 }零件失效分析意义：
4 L4 z( G: |" l5 l4 ]  W
1.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。
  b2 R& t. q+ z4 {3 y
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。

1 G# J: }# S: v: T5 |$ ~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。

分析步骤编辑

5 p$ U* m# D% N% N7 T% m  k一、事故调查
0 p2 E% G$ T- g+ J2 O
1.现场调查
+ v' s8 q# p$ Y0 [' {; x' q
' x. V$ B% G# X9 G2 w2.失效件的收集

$ X6 O# z; z4 J% }3.走访当事人和目击者
' P0 }& S* I1 V) K# @  o
( Y/ m8 ?  w+ E2 P6 m% w# p1 s二、资料搜集
, ]7 i2 h4 n0 w- @+ }. \, D
1.设计资料：机械设计资料，零件图

0 l* Z& r+ I/ I3 P2.材料资料：原材料检测记录
! T. I* T( q2 s9 P
3.工艺资料：加工工艺流程卡、装配图
# T# K* p+ ^/ K* W, H
) s8 c9 w/ f; U# G3 _4.使用资料：维修记录，使用记录等

三、失效分析工作流程

1.失效机械的结构分析
' m# A8 b' l5 O# [* T9 }
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

8 z& T! D- |% U5 ?2.失效件的粗视分析
; Y  b: _5 N# D* \7 V! u
& V) ]% r# {) N9 H用眼睛或者放大镜观察失效零件，粗略判断失效类型（性质）。

3.失效件的微观分析
7 i+ D8 v9 W: m6 R* M/ s
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。

4.失效件材料的成分分析

% V# K, H7 L& U9 a' M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。

5.失效件材料的力学性能检测

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。

9 _0 s3 D5 W  c% d6.应力测试、测定：用x光应力测定仪测定应力

用x光应力测定仪测定应力

7.失效件材料的组成相分析
3 s4 I7 K0 Z1 y% f
用x光结构分析仪分析失效件材料的组成相。
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8.模拟试验（必要时）
* _/ M' E4 ~2 \$ ?0 g4 I  L$ j) h
7 \; x: D- a6 O) S9 D在同样工况下进行试验，或者在模拟工况下进行试验。
2 _- s$ X2 g3 K0 W( M* a0 j
6 d+ j" U: v7 A% t6 N# ]3 `四、分析结果提交

/ Y, r; V3 @6 F' X$ k2 ~1.提出失效性质、失效原因
+ t2 C; I8 [' n
9 c/ P  O- m) G2 x* n2.提出预防措施

3.提交失效分析报告
' M8 B$ H/ ]$ ]: Z

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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