产品可靠性失效分析

ninik342

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。

- c! [! y; ]; G& B) e( s$ N# e8 C基本概念编辑

2 [3 K4 o4 Z; n5 ?% x; R9 h1.1 失效和失效分析

, `# ]- v& j% D0 s# }7 ]- t产品丧失规定的功能称为失效。

; _9 {$ A6 a. L4 i9 n/ D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。

$ f; |9 f/ P  T5 r1.2 失效和事故

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。
) l9 _( v/ x8 H
1 D5 B: @1 y4 M& z0 d" F1.3 失效和可靠

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）。

& i& [+ X& [! S1.4 失效件和废品
& F9 t; G/ A1 b2 D! L6 t
: L. P0 l' N0 |) N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。

+ E- \" [- r/ Q( i" k1.5 失效学
) r$ T' ^' ?& w  v& {( q
2 R  L4 c& N1 b% I8 |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。
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0 E5 x' B3 L! `* O分类编辑

( x+ ]8 V0 _# L# y6 }2.1 按功能分类
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( g9 a4 i. D. l  t2 X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。

2.2 按材料损伤机理分类

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,

! y" F: o# J  x8 D1 @# }2.3 按机械失效的时间特征分类
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⑴早期失效 可分为偶然早期失效和耗损期失效。
$ |. ]6 a4 E7 M7 p( S5 H0 ^3 n
⑵突发失效 可分为渐进（渐变）失效和间歇失效。

3 `4 t5 T( w: Q8 m; [; L2.4 按机械失效的后果分类
' ~* h% e: j0 A$ j, ?$ s% M5 T
⑴部分失效

  ^; l6 i8 Y1 @# M) z2 A9 Y⑵完全失效

' U% Z! R5 U- d  C⑶轻度失效
$ }; Z" z* o' S& ~
" f' n9 q8 a, x  D7 n% v+ v⑷危险性（严重）失效
9 T  E0 ?6 [- M! h: J
+ g$ ?" x4 Q# _" A) t9 F⑸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：
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3 D2 z" _3 M8 @0 F# o0 o7 m⑴ 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。
6 E, }+ B% G0 r( V
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。
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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 ^+ {; ?- G. _! t' i* F% x
2 K2 S3 {. P8 W7 l2 e/ B- L, v⑷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+ E" G* x# K: i. A6 j
( ~: c( V, B0 S! E* l; L! P7 t⑸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。
3 R5 X  J" j1 ?, f4 E' ?3 |# P+ I
0 [' M% E3 S% w7 S  S⑹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。
9 l' K' }# _3 D, v' W
宝冶失效分析

9 O" m; M" T% {; R' M$ G) Q宝冶失效分析
$ C: x7 s! [- \( E
意义编辑
! d8 @; ~7 b# v/ m( ~6 E9 |
8 I9 T& L+ i* E' Z* l4 }, S7 J7 G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。
" @+ W* A! M( U5 Z' \9 u
$ ]5 G& f- B1 @6 ?+ p9 l4 s" l零件失效分析意义：
' H- C. a6 ~" c
5 Q' j3 w. K: Z1.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。
6 F8 ?8 A7 J- d, N
8 ^4 I4 `" [% L& Q% }! ^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。

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。

' |3 m) X4 K1 A4 N2 V# E" p分析步骤编辑
0 e4 c/ g% ^* p$ L/ F( k
. H/ y$ P$ O9 O0 n# e# C) ]一、事故调查
4 W" b: y5 H  [! p: {5 O* L
2 f! s9 T( B: y/ G6 j2 d0 C1.现场调查
: N/ k' ]) {+ D; c  x
& k# l& m1 |5 }9 M% e( t% u/ a5 G2.失效件的收集

3 u0 ]# D4 N# b" `6 Q3.走访当事人和目击者

. E8 B8 D2 z  r2 V  ]; R( Z二、资料搜集

( ]6 u+ V/ c$ B& f: h1.设计资料：机械设计资料，零件图

* n! s% o3 z4 U" H2.材料资料：原材料检测记录
& t) c, h+ I' ?: f
3.工艺资料：加工工艺流程卡、装配图
+ b0 {6 A7 p" O. A) X. K
4.使用资料：维修记录，使用记录等
. s$ e+ H4 O7 P7 X
. M) B+ V: A1 l8 h1 Q  n, d三、失效分析工作流程
) b( J) r. C1 }8 V3 [; Z
1.失效机械的结构分析
6 p0 K, B, ~. x, ]
7 i+ G( T% I% V% W+ n: ^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

$ Q3 {% q* ~- i6 }# m) W" g$ Q2.失效件的粗视分析
2 v' C: j4 O! F4 l3 f+ }* @) @
1 J+ V' T8 r6 ~3 h7 Y用眼睛或者放大镜观察失效零件，粗略判断失效类型（性质）。
2 N& Z  f/ \! v% l( b4 _
3.失效件的微观分析
2 O; Y8 W% D/ F
8 ?6 X7 Z1 ?, e9 b" 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。
+ V% I8 V+ x! H. b! V! p
4.失效件材料的成分分析

) |( {# N) d0 I" r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。
: g9 e' a/ s) }7 n
& z8 e3 g2 e  m9 t2 T1 f5.失效件材料的力学性能检测

/ l6 A- P! A( [  w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 r5 D% V$ l/ O( f7 Q. `+ w  X
8 [" P% n% z; n$ d! N9 @# G7 R6.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

用x光结构分析仪分析失效件材料的组成相。
! T2 ]" ?8 L! P8 ?; e9 {  M
8.模拟试验（必要时）
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在同样工况下进行试验，或者在模拟工况下进行试验。

7 i0 g1 B! F5 b) n' r四、分析结果提交
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1.提出失效性质、失效原因
5 W: ~; L  r) a5 E8 N9 R. g
$ o6 M$ b9 P: B: C9 `  Q6 p0 D2.提出预防措施

3.提交失效分析报告

2 `" a" m. O( @$ B

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找原因要从外部到内部

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失效分早期和突发