FMECA失效模式后果与严重度分析方法课件(PPT31页)
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第六章失效模式、效应及危害度分析(FMECA)和故障树分析法(FTA)演示教学
不能切换
31
223
提前运行
32
234
滞后运行
33
245
输入量过大
34
256
输入量过小
267
输出量过大
278
输出量过小
故障模式
无输入 无输出 电短路 电开路 电泄漏 其他
• 2.故障影响和危害度
F
危害度等级（严酷度）是指某种故障模式影响的严酷程度 M
E
失效效应危害度等级（严酷度）一览表
C
A
危害度等级
FMECA也可分为：FMEA——侧重于定性分析, CA——侧重于定量分析（有定性和定量两种）。
危害性分析(CA)工作的难度较大，需要有一定的基础和数据。标准有说 明，在条件不具备时可不作危害性分析(CA)。
§6-2 故障模式与影响分析(FMEA)
2.1
FMEA一般可用于产品的研制、生产和使用阶段，特别应在研制、设计 的各阶段中采用。
率来评价FMEA 中确定的失效模式。
3.2
失效模式发生的概率等级可按以下方法划分：
Ⅰ、Ⅱ类故障，单点故障清单；
（单点故障指能导致系统失效的某一产品失效，即处于串联系统中的
元件的失效，若系统中的故障均为单点故障，可不列清单）
遗留问题总结和补偿措施建议。
Ⅰ、Ⅱ类故障清单示例
序号 代号 产品或功能标志 故障模式 严酷度类别
FMEA失效模式及后果分析ppt课件
10
FMEA 小组
小组 • 为完成同一任务或目标的两个或更多的共同
行动的个体 集体讨论 • 发现许多可能存在和可能发生情况需要小组
的集体讨论
11
成功的FMEA 小组
•控制方向和焦点 •建立自身的统一性 •负责并使用测量方法 •有全体的支持 •是横向多功能小组
12
FMEA 小组的守则
• 决定前召开小组会议 • 决定谁将参加 • 预先准备议题 • 主张进行会议笔记或记录 • 建立基本准则 • 遵守事先的议程 • 评价会议 • 不允许中断
-后果到底有多糟？ •O=Likelihood of Occurrence 频度
-经常发生吗？ •D=Likelihood of Detection 探测度
-发现得了吗？
18
RPN 流程
来自经验和数据
来自预测
DFMEA
项目/功能
潜在 失效模式
潜在 失效后果
严 重级 度别
潜在失效 的起因/机理
频 度
严 重级 度 数别
S
潜在 失效 的 起因/ 机理
频 度 数
现行设 计控制
预探 防测
不 易
探 测
度 数
风 险 顺 序 数
R
D
P N
建议 措施
责任 和目 标完 成日
期
后果 是什 么
会有什么问题 •无功能 •部分功能 •功能过强 •功能降级 •功能间歇 •非预期功能
FMEA 小组
小组 • 为完成同一任务或目标的两个或更多的共同
行动的个体 集体讨论 • 发现许多可能存在和可能发生情况需要小组
的集体讨论
11
成功的FMEA 小组
•控制方向和焦点 •建立自身的统一性 •负责并使用测量方法 •有全体的支持 •是横向多功能小组
12
FMEA 小组的守则
• 决定前召开小组会议 • 决定谁将参加 • 预先准备议题 • 主张进行会议笔记或记录 • 建立基本准则 • 遵守事先的议程 • 评价会议 • 不允许中断
-后果到底有多糟？ •O=Likelihood of Occurrence 频度
-经常发生吗？ •D=Likelihood of Detection 探测度
-发现得了吗？
18
RPN 流程
来自经验和数据
来自预测
DFMEA
项目/功能
潜在 失效模式
潜在 失效后果
严 重级 度别
潜在失效 的起因/机理
频 度
严 重级 度 数别
S
潜在 失效 的 起因/ 机理
频 度 数
现行设 计控制
预探 防测
不 易
探 测
度 数
风 险 顺 序 数
R
D
P N
建议 措施
责任 和目 标完 成日
期
后果 是什 么
会有什么问题 •无功能 •部分功能 •功能过强 •功能降级 •功能间歇 •非预期功能
潜在失效模式及其后果分析-(FMECA)PPT课件
系统的可靠性R系=R设·R软件·R人员·R接口
-
28
SS
——系统与系统结构图
一般系统的功能结构图
SE1.1
SE1 SE1.2
系统
System
SE2
SE3 （SE：系统单元）
SE2.1 SE2.2 SE2.3
...
SE3.5
-
SE2.2.1
SE2.2.2 交接点
29
SS
——系统与系统结构图
串联系统可靠性模型
第三章：着重于DFMEA，包括，建立分析的范围、框图 使用、 DFMEA的各种类型，小组的组建、分析的基本程 序、措施计划、后续行动、RPN的可选方法、与PFMEA 以及确认计划的联系。
第四章：着重于PFMEA，包括，建立分析的范围、流程
图的使用、 小组的组建、分析的基本程序、措施计划、
与DFMEA以及控制计划的开发的联系。
后对可能造成特别严重后果的失效进行单独
分析，发展成危害度分析，即CA，与FMEA合
称FMECA;
以后在世界范围内得到广泛应用，并形成相
应标准。
-
5
SS
—— 概述
1.3 现 状
FMEA
在航天工程研制中，己被规定为必须采用的
方法；
在汽车制造业中，已成为汽车OEM厂商及其 供应商质量体系要求之一； 如: QS9000与VDA6.1 → TS16949
电子产品故障模式、影响及危害性分析(FMECA)ppt课件
(01)
轮
输
能
机
出
频率量输入
FI通道(015)
透
正
伺服量输出
SO通道(016)
平
CPU(02)
常
信
数据运算传输
单片机(021)
控
运
号
制
转
处
控制器IO口扩展
FPGA(022)
器
理
提供时钟信号
晶振(023)
供
…
…
电
电 源
16
(03)
应力分析法实施步骤
可靠性框图是描述产品整体可靠性与其组成部分的可靠性之间的关系，它不 反映产品间的功能关系，而是表示故障影响的逻辑关系。如果产品具有多项 任务或多个工作模式，则应分别建立相应的任务可靠性框图。以下分别为非 隔离AI通道工作在单通道和冗余双通道模式时的任务可靠性框图。
PbEQTS
风华(国产)生产的金属膜电阻的工作失效率预计模型为：
PbEQR
除预计模型不一样之外，两种电阻的基本失效率数据也是大相径庭，因此， 弄清元器件的来源是十分必要的。
18
应力分析法实施步骤
此外，很多元器件的基本失效率都和它的应力系数(降额系数)相关，所以， 需要参考被分析产品的元器件的降额设计。当缺乏热分析数据时，可以采 用下列公式计算元器件的结温：
CPU板电 源(035)
北航可靠性故障模式影响及危害度分析FMECA课件
22
任务剖面
高度H（km）
11
10
M=0.86
M=0.8
M=0.86
5
投720L 6 副油箱
有效性。对分析提出的改进、补偿措施的实现予以跟踪 和分析，以验证其有效性。这种过程也是积累FMECA工 程经验的过程。
2024/3/4
15
实施FMECA应注意的问题
FMECA的剪裁和评审
FMECA作为常用的分析工具，可为可靠性、安全性、维 修性、测试性和保障性等工作提供信息，不同的应用目 的可能得到不同的分析结果。各单位可根据具体的产品 特点和任务对FMECA的分析步骤、内容进行补充，剪裁， 并在相应文件中予以明确。
为制定关键项目和单点故障等清单或可靠性控制计划提 供定性依据。
为可靠性（R）、维修性（M）、安全性（S）、测试 性（T）和保障性（S）工作提供一种定性依据。
为制定试验大纲提供定性信息。 为确定更换有寿件、元器件清单提供使用可靠性设计的
定性信息。 为确定需要重点控制质量及工艺的薄弱环节清单提供定
5 打不开
16 错误指示
27 错误输出(过小)
6 关不上 7 误开 8 误关 9 内部漏泄 10 外部漏泄 11 超出允差(上限)
17 流动不畅 18 错误动作 19 不能关机 20 不能开机 21 不能切换 22 提前运行
28 无输入 29 无输出 30 (电的)短路 31 (电的)开路 32 (电的)漏泄 33 其它
FMEA失效模式与效应分析课件(PPT 82张)
失效
在規定条件 下, 产品参 数值不能维 持在規定的 上下限之间
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失效的分类
失效的类别
I 致命失效
II
III IV
严重失效
一般失效 轻微失效
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Agenda
• • • • • 掌握FMEA的概念和运用时机。 D- FMEA填写说明 P- FMEA填写说明 FMEA范例解说 Q&A
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失效的模式,效应分析与失效原因
常见的失效的模式
• 裂痕 • 短路 • 破损 • 折断 • 松动 • 氧化 • 泄漏
常见的效应分析
• 噪音 • 外观不良 • 不稳定 • 操作失灵 • 费力 • 定位不准 • 跳动
常见的失效原因
• 润滑不足 • 扭曲 • 误装 • 不适当处理(时间,温度) • 不适当工具 • 不适当制程 • 设计不良
什么是 FMEA ？
失效模式及影响分析
无可辨别的后果
1
失效模式及影响分析
频度（O）
失效发生的可能性
可能的失效率
很高：持续性失效
100个 每1000辆车/项目
50个 每1000辆车/项目
高：经常性失效
20个 每1000辆车/项目
10个 每1000辆车/项目
中等：偶然性失效
5个 每1000辆车/项目
2个 每1000辆车/项目
1个 每1000辆车/项目
失效模式及影响分析(FMEA)－5
n 传统的FMEA和FMECA
FMECA表
代 产 功 故 故 任 严 故障 故 故 故障 工 故障 产品危害度 备
码 品 能 障 障 务 酷 概率 障 障 影响 作 模式
注
或
模 原 阶 度 或故 率 模 概率 时 危害
功 能 标
式
因
段 与
类 别
障率 数据
λp
式 频
的设计及分析都必须使FMEA； 91年，ISO－9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计； 94年，FMEA成为QS－9000的认证要求。
“潜在失效模式及后果分析（FMEA）”（2002年 第三版）是美国三大汽车公司推出的汽车零组件生产 和所属供应商的强制性要求。
PPT文档演模板
失效模式及影响分析
可靠性关键件和重要件指的是其失效会严重影响系统安全性、 可用性、任务成功、维修及寿命周期费用等的产品。
FMEA失效模式及后果分析
-后果到底有多糟？
•O=Likelihood of Occurrence 频度
-经常发生吗？
•D=Likelihood of Detection 探测度
-发现得了吗？
18
RPN 流程
来自经验和数据 DFMEA 探 严 频 潜在 潜在 重 级 潜在失效 现行 测 项目/功能 度 失效模式 失效后果 度 别 的起因/机理 设计控制 度 O D S S PFMEA 探 严 潜在 潜在 重 级 潜在失效 频 现行 测 项目/功能 度 失效模式 失效后果 度 别 的起因/机理 设计控制 度 O D 设计 起 后 RPN 控 制 RPN
10
FMEA 小组
小组 • 为完成同一任务或目标的两个或更多的共同 行动的个体 集体讨论 • 发现许多可能存在和可能发生情况需要小组 的集体讨论
11
成功的FMEA 小组
•控制方向和焦点
•建立自身的统一性
•负责并使用测量方法
•有全体的支持
•是横向多功能小组
12
FMEA 小组的守则
• • • • • • • • 决定前召开小组会议 决定谁将参加 预先准备议题 主张进行会议笔记或记录 建立基本准则 遵守事先的议程 评价会议 不允许中断
•1960’s-70’s第一次被注意和使用在工程可靠性
•多方小组准备对产品/过程潜在失效模式和产 品性能影响的文件化体系 •评定产品或过程潜在失效模式的文件，采取 相应措施来消除或降低潜在失效的影响
•O=Likelihood of Occurrence 频度
-经常发生吗？
•D=Likelihood of Detection 探测度
-发现得了吗？
18
RPN 流程
来自经验和数据 DFMEA 探 严 频 潜在 潜在 重 级 潜在失效 现行 测 项目/功能 度 失效模式 失效后果 度 别 的起因/机理 设计控制 度 O D S S PFMEA 探 严 潜在 潜在 重 级 潜在失效 频 现行 测 项目/功能 度 失效模式 失效后果 度 别 的起因/机理 设计控制 度 O D 设计 起 后 RPN 控 制 RPN
10
FMEA 小组
小组 • 为完成同一任务或目标的两个或更多的共同 行动的个体 集体讨论 • 发现许多可能存在和可能发生情况需要小组 的集体讨论
11
成功的FMEA 小组
•控制方向和焦点
•建立自身的统一性
•负责并使用测量方法
•有全体的支持
•是横向多功能小组
12
FMEA 小组的守则
• • • • • • • • 决定前召开小组会议 决定谁将参加 预先准备议题 主张进行会议笔记或记录 建立基本准则 遵守事先的议程 评价会议 不允许中断
•1960’s-70’s第一次被注意和使用在工程可靠性
•多方小组准备对产品/过程潜在失效模式和产 品性能影响的文件化体系 •评定产品或过程潜在失效模式的文件，采取 相应措施来消除或降低潜在失效的影响
FMEA完整教材潜在失效模式及后果分析ppt课件
有效运用 FMEA 可减少事后追悔
3
一、FMEA的基本概念
及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一。 它是“事前的预防”而不是“事后的追悔”。 事先花时间进行FMEA分析，能够容易且低成本地对产品设计或 制程进行修改，从而减轻事后修改的危机。 FMEA能够减少或消除因修改而带来更大损失的机会，它是一个 相互作用的过程，永无止境的改善活动。
早知道 早知道 早知道 早知道
作好防震设计 就不会 造成大楼倒塌 改进电力输配设计 就不会 造成美国等国的大停电 不滥砍滥伐 就不会 造成泥石流 作好桥梁设计 就不会 造成重庆彩虹大桥倒塌
有些 早知道 是必需的！有些 就不会 是不允许发生的
核电厂、水库、卫星、飞机、十大召回事件… …
有效运用 FMEA 可减少事后追悔
一、FMEA的基本概念
FMEA的跟踪：
• 采取有效的预防/纠正措施并对这些措施加以适当的跟踪，对这 方面的要求无论怎样强调也不算过分。措施应传递到所有受影响 的部门。一个经过彻底思考、周密开发的FMEA，如果没有积极 有效的预防/纠正措施，其价值将是非常有限的。
• 责任工程师负责确保所有的建议措施都得到实施或充分的强调。 FMEA是动态文件，应始终反映最新水平以及最近的相关措施， 包括开始生产以后发生的。
本身
日期
第
頁共
分析者
審查者
失效模式后果与严重度分析FMECA
FMECA作为一种设计报告，其内容和格式都 需要有统一的标准，以便在设计评审时，故障 出现后及其他有关工作中便于查考。
小结
CA:按照严重性级别（I～IV）、严重度 数字、发生概率的联合影响来对FMEA 所确定的每一种失效模式进行分级。
3 严重度分析(CA)
分类：定性和定量
故障概率等级——定性分析方法
实施FMECA前，应对所需进行的FMECA活动进行完整、全 面、系统的策划，尤其是对复杂大系统，更应强调FMECA的 重要性。要求的必要性体现在以下几方面：
结合产品研制工作，运用并行工程的原理，对所需的FMECA进 行完整、全面、系统的策划，将有助于保证FMECA分析的目的 性、有效性，以确保FMECA工作与研制工作同步协调，避免事 后补做的现象。
FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； FMEA和CA。
基本概念
失效：产品丧失规定的功能 失效模式：失效或故障的形式 失效后果：一个部件失效时对整机所产生的影响 严重度：后果的严重程度（І、П、Ш、ІV级）
4
典型失效模式
GJB1391《故障模式影响及危害性分析》
序号
故障模式
序号
ห้องสมุดไป่ตู้
故障模式
27
28
严重度矩阵图
29
FMECA输出与注意的问题
FMECA输出
单点故障模式清单 Ⅰ、Ⅱ类故障模式清单 可靠性关键件、重要件 不可检测故障模式清单 严重度矩阵图等 FMEA/CA表
小结
CA:按照严重性级别（I～IV）、严重度 数字、发生概率的联合影响来对FMEA 所确定的每一种失效模式进行分级。
3 严重度分析(CA)
分类：定性和定量
故障概率等级——定性分析方法
实施FMECA前，应对所需进行的FMECA活动进行完整、全 面、系统的策划，尤其是对复杂大系统，更应强调FMECA的 重要性。要求的必要性体现在以下几方面：
结合产品研制工作，运用并行工程的原理，对所需的FMECA进 行完整、全面、系统的策划，将有助于保证FMECA分析的目的 性、有效性，以确保FMECA工作与研制工作同步协调，避免事 后补做的现象。
FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； FMEA和CA。
基本概念
失效：产品丧失规定的功能 失效模式：失效或故障的形式 失效后果：一个部件失效时对整机所产生的影响 严重度：后果的严重程度（І、П、Ш、ІV级）
4
典型失效模式
GJB1391《故障模式影响及危害性分析》
序号
故障模式
序号
ห้องสมุดไป่ตู้
故障模式
27
28
严重度矩阵图
29
FMECA输出与注意的问题
FMECA输出
单点故障模式清单 Ⅰ、Ⅱ类故障模式清单 可靠性关键件、重要件 不可检测故障模式清单 严重度矩阵图等 FMEA/CA表
10第四章失效模式、后果与严重度分析
(3) 烤箱发热，指示类不亮 (III) , (4) 烤箱发热，控温器失灵 (III) , (5) 烤箱发热，定时器失灵 ( IV )。
7
4. 严重度（危害度）：失效后果的严重程度
严重度与故障等级有较大的关系，故障等 级分为四级: I — 灾难性的。造成机毁人亡后果； II — 严重的。系统工作失效； III — 一般的。系统性能下降； IV — 次要的。可用其他方法（或计划外维修） 保证系统的性能不变。
11
3. FMEA的局限性和优点
(1) FMEA的局限性 是一种单因素分析法。即把影响系统失效的 单个元件的失效看做是独立的，而研究某一个失 效模式对系统的影响时，是将其作为系统中唯一 存在的失效来考虑的。这种方法难以分析几种因 素同时起作用才能导致的某种后果。 (2) FMEA的优点 简单、易行、便于掌握和推广，在没有数据时， 只要有关人员具有一定的工程经验均可进行该项工 作，因此花钱不多，实际效果好，深受广大工程技 术人员欢迎。
29
30
§4-3 失 效 严 重 度 分 析
一、定性分析
在缺乏失效数据的情况下用定性分析， 采用发生概率来评定。
分五级：
A级 — 常发生。单一失效模式概率＞整个装 置总失效概率的20％。 B级 — 较常发生。单一失效模式概率＞总失 效概率的10％，但＜20％。
31
C级 — 偶尔发生。单一失效模式概率＞总失 效概率的1％，但＜10％。 D级 — 很少发生。单一失效模式概率＞总失 效概率的0.1％，但＜1％。 E级 — 极少发生。单一失效模式概率＜总失 效概率的0.1％。
相关主题
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失效模式、后果与严重度分析 (FMECA)
Failure Mode Effect and Criticality Analysis §1 概述 §2 失效模式与后果分析 §3 严重度分析
4-1
§1 概述
失效的定义： 1、设备在规定条件下，不能完成其规定的功能； 2、设备在规定条件下，一个或几个不能达到其规定值； 3、由于环境应力变化，导致功能丧失； 4、即使设备在规定条件下具有完成规定功能的能力 ，但因操作者的失误而造成产品功能丧失；
零件材料失效原因的分类
机械因子 弹性变形、塑性变形、蠕变、疲劳、断裂、滑移
机械磨损
接触不良
平衡状态破坏
相变化、应力松弛
化学反应
腐蚀、氧化、
电应力
电介质击穿、脉冲
热应力
摩擦
渗透
湿气、气体、流体
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4-9
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断裂分类： 根据裂纹发展过程 沿晶断裂 穿晶断裂 根据受载性质 疲劳断裂 静载断裂 冲击断裂 根据完全断裂前的宏观变形 脆性断裂 韧性断裂
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严重程度
导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，导致人员伤亡。 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，不导致人员 伤亡。 导致系统功能下降，对系统或环境均无显著损害。
导致系统功能下降，对系统或环境均无害。
4-3
故障模式的分类
1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等 2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等 3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等 4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等 5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等 6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等 7、其它类型故障模式：润滑不良等
-
-
1.5
氧化
-
-
-
-
-
绝缘
-
-
1.6
-
12.3
裂痕
0.5
-
-
-
-
磨损
60.2 83.4 8.1
60
25.1
断裂
-
10.0 47.1
20
4.6
其它
-
-
11.5
-
16.1
电位器 27.5 10 25 15 22.5
继电器 12.3 0.4 2.3 2.6 12.3 2.4 17.5 11.9
4-5
§2 失效模式与后果分析
内衬Fra Baidu bibliotek
与外壳分离
与药柱或隔 热层分离
粘接剂不良 粘接控制不良
壳体成形后净 化不够
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
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几何因素：圆角、倒角等
环境因素：环境介质、环境温度等
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4-11
FMECA失效模式后果与严重度分析方法 (PPT31 页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PPT 服务技 术
4-7
FMECA失效模式后果与严重度分析方法 (PPT31 页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PPT 服务技 术
输 入 原 始 资 料
分析 系统 结构 及各 组成 部分 功用
构造 系统 的可 靠性 框图
列出各 功能级 的失效 模式机 理效应
研究 失效 检测 方法
可 能 的 预 防 措 施
故障模式的比率
故障模式比率——产品出现失效模式的百分比
进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据
4-4
几种机械零部件的失效模式及其比率
轴承 离合器 连接器 齿轮 发电机
腐蚀
18.7
-
6.3
-
6.3
蠕变
-
-
-
-
-
形变
2.5
6.6
23.7
20
2.1
侵蚀
3.1
-
-
-
-
疲劳
4.4
-
1.7
-
-
摩擦
10.6
-
FMECA
FMEA 失效模式与后果分析 CA 严重度分析
一、FMEA
1、功能FMEA和硬件FMEA 功能FMEA
设计初期 复杂系统
硬件FMEA
4-6
2、FMEA 程序 FMEA基本程序: 1、确定失效模式 2、绘制系统功能图和可靠性框图 3、确定工作参数和功能 4、查明所有失效模式、发生原因及后果 5、按可能的最坏后果评定失效模式的严重性级别 6、确定失效模式的检测方法及补救预防措施 7、提出修改方案及其他措施 8、提交分析报告
4-10
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疲劳断裂原因：
疲劳源
裂纹扩 展区
载荷因素： 载荷性质、大小、变化速度等
瞬断区
材质因素：材料的成分、机械性能、冶金特性等 表面因素：表面粗糙度、划痕、碰伤等
FMECA分析实例1
例 某一固体火箭发动机由推进剂药柱、内衬和发动机壳组成。绘制其 失效模式后果分析表
项目 失效模式
失效原因
可能后果
发动机 壳
破裂
工艺质量差 材料缺陷
运输中损坏 搬运中损坏
内压过高
导弹毁坏
推进剂 药柱
断裂 孔穴 粘接面分离
固化残余应力 温度过低 老化
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
致命性 分析
失效模 式概率
致命度 的估计
输出填写
FMECA 表格
FMECA分析过程
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4-8
FMECA失效模式后果与严重度分析方法 (PPT31 页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PPT 服务技 术
4-2
失效等级：
故障类型 1 致命故障
2 严重故障 3 一般故障 4 轻微故障
分类原则 导致人身伤亡、重要总成报废、重大经济损失或对 环境造成重大危害。 导致重要总成、零部件损坏，且不可能在短时间内 修复。 导致性能下降，在短时间内修复
一般随车工具在短时间可以修复
失效等级 I II II I IV
Failure Mode Effect and Criticality Analysis §1 概述 §2 失效模式与后果分析 §3 严重度分析
4-1
§1 概述
失效的定义： 1、设备在规定条件下，不能完成其规定的功能； 2、设备在规定条件下，一个或几个不能达到其规定值； 3、由于环境应力变化，导致功能丧失； 4、即使设备在规定条件下具有完成规定功能的能力 ，但因操作者的失误而造成产品功能丧失；
零件材料失效原因的分类
机械因子 弹性变形、塑性变形、蠕变、疲劳、断裂、滑移
机械磨损
接触不良
平衡状态破坏
相变化、应力松弛
化学反应
腐蚀、氧化、
电应力
电介质击穿、脉冲
热应力
摩擦
渗透
湿气、气体、流体
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断裂分类： 根据裂纹发展过程 沿晶断裂 穿晶断裂 根据受载性质 疲劳断裂 静载断裂 冲击断裂 根据完全断裂前的宏观变形 脆性断裂 韧性断裂
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严重程度
导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，导致人员伤亡。 能导致系统功能失效，造成系统或环境重大损失，不导致人员 伤亡。 导致系统功能下降，对系统或环境均无显著损害。
导致系统功能下降，对系统或环境均无害。
4-3
故障模式的分类
1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等 2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等 3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等 4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等 5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等 6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等 7、其它类型故障模式：润滑不良等
-
-
1.5
氧化
-
-
-
-
-
绝缘
-
-
1.6
-
12.3
裂痕
0.5
-
-
-
-
磨损
60.2 83.4 8.1
60
25.1
断裂
-
10.0 47.1
20
4.6
其它
-
-
11.5
-
16.1
电位器 27.5 10 25 15 22.5
继电器 12.3 0.4 2.3 2.6 12.3 2.4 17.5 11.9
4-5
§2 失效模式与后果分析
内衬Fra Baidu bibliotek
与外壳分离
与药柱或隔 热层分离
粘接剂不良 粘接控制不良
壳体成形后净 化不够
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
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几何因素：圆角、倒角等
环境因素：环境介质、环境温度等
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输 入 原 始 资 料
分析 系统 结构 及各 组成 部分 功用
构造 系统 的可 靠性 框图
列出各 功能级 的失效 模式机 理效应
研究 失效 检测 方法
可 能 的 预 防 措 施
故障模式的比率
故障模式比率——产品出现失效模式的百分比
进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据
4-4
几种机械零部件的失效模式及其比率
轴承 离合器 连接器 齿轮 发电机
腐蚀
18.7
-
6.3
-
6.3
蠕变
-
-
-
-
-
形变
2.5
6.6
23.7
20
2.1
侵蚀
3.1
-
-
-
-
疲劳
4.4
-
1.7
-
-
摩擦
10.6
-
FMECA
FMEA 失效模式与后果分析 CA 严重度分析
一、FMEA
1、功能FMEA和硬件FMEA 功能FMEA
设计初期 复杂系统
硬件FMEA
4-6
2、FMEA 程序 FMEA基本程序: 1、确定失效模式 2、绘制系统功能图和可靠性框图 3、确定工作参数和功能 4、查明所有失效模式、发生原因及后果 5、按可能的最坏后果评定失效模式的严重性级别 6、确定失效模式的检测方法及补救预防措施 7、提出修改方案及其他措施 8、提交分析报告
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疲劳断裂原因：
疲劳源
裂纹扩 展区
载荷因素： 载荷性质、大小、变化速度等
瞬断区
材质因素：材料的成分、机械性能、冶金特性等 表面因素：表面粗糙度、划痕、碰伤等
FMECA分析实例1
例 某一固体火箭发动机由推进剂药柱、内衬和发动机壳组成。绘制其 失效模式后果分析表
项目 失效模式
失效原因
可能后果
发动机 壳
破裂
工艺质量差 材料缺陷
运输中损坏 搬运中损坏
内压过高
导弹毁坏
推进剂 药柱
断裂 孔穴 粘接面分离
固化残余应力 温度过低 老化
燃烧速度过 高；内压过 高；机壳在 工作过程中 破裂
致命性 分析
失效模 式概率
致命度 的估计
输出填写
FMECA 表格
FMECA分析过程
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失效等级：
故障类型 1 致命故障
2 严重故障 3 一般故障 4 轻微故障
分类原则 导致人身伤亡、重要总成报废、重大经济损失或对 环境造成重大危害。 导致重要总成、零部件损坏，且不可能在短时间内 修复。 导致性能下降，在短时间内修复
一般随车工具在短时间可以修复
失效等级 I II II I IV