汽车零部件失效模式及其分析
FMEA(失效模式与影响分析)简介
没有影响；事件发生的频率要记录特定的失效原因和机理多长时间发生一次以及发生的几率。
如果为10，则表示几乎肯定要发生，工艺能力为0.33或者ppm大于10000。
5.2检测等级是评估所提出的工艺控制检测失效模式的几率，列为10表示不能检测，1表示已经通过目前工艺控制的缺陷检测。
5.3计算风险优先数RPN(riskprioritynumber)。
RPN是事件发生的频率、严重程度和检测等级三者乘积，用来衡量可能的工艺缺陷，以便采取可能的预防措施减少关键的工艺变化，使工艺更加可靠。
对于工艺的矫正首先应集中在那些最受关注和风险程度最高的环节。
RPN最坏的情况是1000，最好的情况是1，确定从何处着手的最好方式是利用RPN的pareto图，筛选那些累积等级远低于80%的项目。
推荐出负责的方案以及完成日期，这些推荐方案的最终目的是降低一个或多个等级。
对一些严重问题要时常考虑拯救方案，如：一个产品的失效模式影响具有风险等级9或10；一个产品失效模式/原因事件发生以及严重程度很高；一个产品具有很高的RPN值等等。
在所有的拯救措施确和实施后，允许有一个稳定时期，然后还应该对修订的事件发生的频率、严重程度和检测等级进行重新考虑和排序。
在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。
FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。
FMEA是一种可靠性设计的重要方法。
它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。
它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。
及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个"事前的行为'，而不是"事后的行为'。
为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。
FMEA实际是一组系列化的活动，其过程包括：找出产品/过程中潜在的故障模式；根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行风险量化评估；列出故障起因/机理，寻找预防或改进措施。
(DFMEA)汽车行业设计失效模式分析
性能下降
随着使用时间的增加，发动机性能可能会逐渐下 降，导致汽车动力不足、加速缓慢等问题。这可 能是由于发动机内部零件磨损、燃油系统堵塞或 点火系统故障等原因引起的。
振动过大
发动机振动过大可能会对车辆的舒适性和稳定性 产生不良影响，同时也会增加零部件的磨损和疲 劳破坏。振动过大的原因可能包括发动机平衡性 差、零部件松动或损坏等。
不断更新表格，以反 映产品设计的更改和 改进。
确保表格内容完整、 准确，为后续分析提 供基础数据。
绘制设计流程图
01 详细绘制产品设计的流程图，包括各个组件的相 互关系和作用。
02 明确各个设计阶段的输入和输出，以便更好地理 解设计的整体流程。
03 分析流程图，找出可能存在的设计缺陷和失效模 式。
优化方法
采用先进的优化算法和仿真技术，对设计方案进行多目标优化。
优化过程
充分考虑制造工艺、材料特性等因素，确保优化方案的可行性。
提高制造质量
制造工艺
采用先进的制造工艺，提高零部件和整车的制造 精度和质量。
质量控制
建立严格的质量控制体系，确保每个环节的制造 质量符合要求。
质量检测
采用多种质量检测手段，如无损检测、功能检测 等，确保产品合格率。
03
基于影响评估，为每个故障模式制定相应的改进措施
和优先级。
03 汽车行业中的设计失效模 式
发动机系统
总结词
发动机系统是汽车的核心部分，其设计失效模式 主要表现在性能下降、过热、振动过大等方面。
过热
发动机过热是常见的失效模式之一，可能导致拉 缸、润滑油变质等严重后果。过热的原因可能包 括冷却系统故障、发动机负荷过大、散热器堵塞 等。
传动系统
汽车零部件的失效机理及其分析教材
第五节 汽车零部件变形失效机理
零件在使用过程中，由于承载或内部应力的作 用，使零件的尺寸和形状改变的现象称为零件的变形。 零件变形失效的类型有：
弹性变形失效
塑性变形失效 蛹变失效
第六节 汽车零部件失效分析方法
一.失效分析的基本思路
按分析检验项目进行失效分析
按失效模式进行分析 系统工程分析方法
影响因素 防治措施
思考题
1. 气缸－活塞环的磨损规律是什么？ 为什么？ 2. 零件磨损量如何测定？
参考答案
1. 气缸－活塞环的磨损规律是什么？为什么？
规律：高度方向，上大下小；圆周方向不规则
影响因素：磨料、工作气体压力、润滑和腐蚀 物质。 2. 零件磨损量如何测定？
直接测量法：表面测量法、称重法、刻痕法和 快速磨损法； 间接测量法：光谱分析法和同位素法。
四.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法
延续疲劳裂纹萌生时间 降低疲劳裂纹扩展的速率 提高疲劳裂纹门槛值△km长度
思考题
1.
疲劳断裂与磨损的区别
损伤形式 比较因素 损坏形式 受力情况 表面变形 初始裂纹 疲劳磨损 疲劳断裂
第四节 汽车零部件腐蚀失效及其机 理
零件受周围介质作用而引起的损坏称为零件的 腐蚀。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀， 汽车上约20％的零件因腐蚀而失效。
第一节 汽车零部件失效的概念及分 类
一.失效的概念
汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失 效。 失效不仅是指完全丧失原定功能，而且还包 含功能降低和有严重损伤或隐患、继续使用 会失去可靠性及安全性的零部件。
二、失效的基本类型
三.零件失效的基本原因
汽车零部件的失效模式及分析
汽车零部件的失效模式及分析专业：班级学号：姓名：指导教师：年月摘要汽车零件失效分析，是研究汽车零件丧失其规定功能的原因、特征和规律；研究其失效分析技术和预防技术，其目的在与分析零部件失效的原因，找出导致失效的责任，并提出改进和预防措施，从而提高汽车可靠性和使用寿命。
目录第一章汽车零部件失效的概念及分类 (1)一、失效的概念 (1)二、失效的基本分类型 (1)三、零件失效的基本原因 (2)第二章汽车零部件磨损失效模式与失效机理 (3)一、磨料磨损及其失效机理 (3)二、粘着磨损及其失效机理 (4)三、表面疲劳磨损及其失效机理 (5)四、腐蚀磨损及其失效机理 (5)五、微动磨损及其失效机理 (6)第三章汽车零部件疲劳断裂失效及其机理 (8)第四章汽车零部件腐蚀失效及其机理 (9)第五章汽车零部件变形失效机理 (10)参考文献 (11)第一章汽车零部件失效的概念及分类一、失效的概念汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。
失效不仅是指完全丧失原定功能，而且功能降低和严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性及安全性的零部件。
机械设备发生失效事故，往往会造成不同程度的经济损失，而且还会危及人们的生命安全。
汽车作为重要的交通运输工具，其可靠性和安全性越来越受到重视。
因此，在汽车维修工程中开展失效分析工作，不仅可以提高汽车维修质量，而且可为汽车制造部门提供反馈信息，以便改进汽车设计和制造工艺。
二、失效的基本分类型按失效模式和失效机理对是小进行分类是研究失效的重要内容之一。
失效模式是失效件的宏观特征，而失效机理则是导致零部件失效的物理、化学或机械的变化原因，并依零件的种类、使用环境而异。
汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。
汽车零件失效分类一个零件可能同时存在几种失效模式或失效机理。
研究失效原因，找出主要失效模式，提出改进和预防措施，从而提高汽车零部件的可靠性和使用寿命。
三、零件失效的基本原因引起零件是小的原因很多，主要可分为工作条件（包括零件的受力状况和工作环境）、设计制造（设计不合理、选材不当、制造工艺不当等）以及使用与维修等三个方面。
第二章 汽车零部件失效理论
汽车维修工程习题第二章汽车零部件的失效模式及分析一、名词解释1．汽车零件失效：指汽车在运行过程中，零部件逐渐丧失原有的性能或技术文件所要求的的性能，从而引起汽车技术状况变差，直至不能履行规定的功能。
2．混合摩擦：两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存在的摩擦，称为混合摩擦。
3．磨料磨损：摩擦表面间存在的硬质颗粒引起的磨损，称为磨料磨损。
4．边界摩擦：两摩擦表面被一层极薄的边界膜隔开的摩擦，称为边界摩擦。
5．磨损：零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的现象，称为零件的磨损。
6．穴蚀：与液体相对运动的固体表面，因气泡破裂产生的局部高温及冲击高压所引起的疲劳剥落现象。
7．疲劳断裂：零件在交变载荷作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象。
8．失效度：产品在规定的条件下，在规定的时间内丧失规定功能（即发生故障）的概率。
9。
粘着磨损：摩擦副相对运动时由于固相焊合接触表面的材料发生转移的现象。
二、填空题1、汽车早期失效期的基本特征是开始时失效率( )。
2、汽车失效类型有（磨损）、（疲劳断裂）、腐蚀、变形、老化。
3、微动磨损一般发生在交变载荷或振动作用的（）配合表面部位。
4、腐蚀按机理不同，可分为（）腐蚀、（）腐蚀。
5、润滑油中加入适量的活性添加剂，可以（）磨合过程，提高磨合质量。
6、引起零件失效的原因分为工作条件、设计制造以及（）。
7、粘接剂的种类有环氧树脂胶、酚醛树脂胶和( )。
8、汽车零部件腐蚀失效分为化学腐蚀失效和( )失效。
9、影响汽车零件磨损的因素有（）、（）、（）。
三、判断题1、低温条件下随着温度下降，汽油粘度、相对密度增加，发动机启动困难（）四、简答题1、什么是干摩擦？其磨损特征是什么？在汽车上，一般将摩擦副表面间完全没有润滑油或其他润滑介质时的摩擦称为干摩擦。
其特征是：摩擦表面直接接触，产生强烈地阻碍摩擦副表面相对运动的分子吸引和机械啮合作用，消耗动力，转化为有害的摩擦热。
伴随着强烈的摩擦副表面磨损。
汽车零部件的失效模式及其分析
扩展的横向裂纹。
总之，磨料磨损机理是属于 磨料的机械作用，这种机械作用 在很大程度上与磨料的性质、形 状及尺寸大小、固定的程度及载 荷作用下磨料与被磨表面的机械
性能有关。
四、粘着磨损及其失效机理
v 定义：摩擦副相对运 动时，由于固相焊合 作用的结果，造成接 触面金属损耗的现象 称为粘着磨损。
v 是缺油或油膜破坏 后发生干摩擦的结果； 是指一个零件表面上 的金属转移到另一个 零件表面上，而产生 的磨损。
第一节汽车零部件失效的概念及分类 一、失效的概念； 二、失效的基本类型； 三、零件失效的基本原因；
一、失效的概念 汽车零部件失去原设计所 规定的功能称为失效。失效不 仅是指完全丧失原定功能，而 且还包含功能降低和有严重损 伤或隐患、继续使用会失去可 靠性和安全性的零部件。
二、失效的基本形式
按失效模式和失效机理对失效进行分
第二章汽车零部件的失效模式及其分析
❖ 难点： ❖ 1.汽车摩擦学-混合摩擦； ❖ 2.粘着磨损；微动磨损； ❖ 3.腐蚀磨损； ❖ 4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法； ❖ 5.基础件析，是研究 汽车零部件丧失其功能的原因、特 征和规律；目的在于：分析原因， 找出责任，提出改进和预防措施， 提高汽车可靠性和使用寿命。
磨料磨损的失效机理（假说）
以 微 量 切 削 为 主 的 假 说 ；塑 性 金 属 同固定的磨料摩擦时：磨屑呈螺旋形、 弯 曲 形 等 ；在 金 属 表 面 内 发 生 ⑴ 塑 性 挤 压 、形 成 擦 痕 ；⑵ 切 削 金 属 ，形 成 磨 屑 ；
以压痕为主的假说：对塑性较大的 材料；磨料在压力作用下压入材料表 面，梨耕另一金属表面，形成沟槽，使 金属表面受到严重的塑性变形压痕两 侧金属已经破坏，磨料极易使其脱落。
DFMEA设计失效模式及后果分析
设计评审
3
设计评审
中间开口、 开孔或边沿 无尖角、无
尖边缘
中间开口、开孔 或边沿有尖角、
尖边缘
外观不良，易产生飞边，并导致 后期修整困难
6
圆柱、卡扣 座、安装筋 等结构强度
足够
圆柱、卡扣座、 安装筋等结构强 加强筋少、矮，壁厚太薄 度不够，易断裂
6
安装方便
安装困难 效率低、拆卸不方便
8 SC 材料不合格 2
耐高温性 不耐高温性 性能下降、强度下降发粘异臭味 8 SC 材料不合格 2
耐热循环性 能良好
耐热循环性能差 易变形、早期失效
耐振动性性 能良好
耐振动性性能差
易变形、断裂、脱落
振动性耐久 振动性耐久性能
性能良好
差
易断裂、早期失效
耐气候老化 耐气候老化性能
性能良好
差
变色、早期失效
试验验证
3
将窄、细、薄等部位加强
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
增加定位点
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
设计定位面、槽、柱等结构
设计评审
5
图样评审、数模验证
2
设计评审
2
设计评审
2
在三维数模进行面分析
设计评审
壁厚不能超过本体壁厚的1/3，最大不 3 能超过1/2。必须超过时，须对根部进
6
产品易于涂 装
产品难涂装 外观不良
6
尽量避免嵌 件结构 嵌件数量多
效率低、不安全、易损伤模具或 产品
6
嵌件不脱落 、不转动
汽车零部件可靠性试验基理及失效数据分析
汽车零部件可靠性试验基理及失效数据分析摘要：目前，我国的汽车发展十分迅速，本研究利用工业机器人拥有六个自由度和较高控制精度的特点，来开发复杂运动轨迹的汽车部件可靠性试验，并通过自主设计的快换夹具来实现不同加载头对同一样品加载的可靠性试验。
关键词：工业机器人；汽车零部件产品；可靠性试验；快换夹具引言随着汽车行业的发展和人们对汽车认识水平的普遍提高，人们已经从关注精致感知转变为更加关注汽车的可靠性，即关注汽车长期保持其功能的能力。
汽车可靠性，作为汽车重要性能之一，很多车企也越来越重视汽车的可靠性，并且作为企业研发过程中的重要研究对象，设立专门的组织，在汽车设计阶段，提出可靠性要求并进行闭环，掌握汽车的可靠性水平。
在汽车产品设计的开发技术规范或与供应商签订的技术协议中，明确产品的可靠性目标要求，一些整车企业特别是合资车企，可靠性部分会提出RxxCyy形式的可靠性要求，一般会提出R90C50或者R95C50[1]，甚至一些零部件会提出更高的可靠性要求，表示的含义是当达到规定的时间t时（此处的时间是广义的时间，可以是循环次数，工作时间等），该产品在置信度为50%的条件下，产品的可靠度要达到90%或者95%，甚至更高。
对于汽车零部件而言，因用户使用条件复杂，并且所涉及到的技术领域极为广泛，对一些问题的研究不够充分，因此在设计或制造过程中，即使考虑非常周密，也必须通过试验进行检验。
针对可靠性的设计目标，必须通过可靠性试验，验证是否达到可靠性的要求，并且通过试验，来帮助我们深入了解汽车在实际使用中各种现象的本质及其规律，不断进行改进，从而提升产品的可靠性水平，提升市场竞争力。
针对可靠性目标要求，如何设计产品的可靠性试验就成为关键，需要根据现有的技术规范要求，设计可靠性试验的样本量，并随着调整样本量，达到缩短试验时间的目的，或者能根据设计的可靠性试验，分析设计缺陷，评估产品的可靠性水平。
在可靠性试验设计中，常用的方法有成功型和失效型两种。
潜在失效模式及后果分析在汽车零部件关键工序中的应用
＞≠ １６ ｍｍ ３ ．４ 上 、 下 １ 影 响 ８ ． 关键 １ 选 材 标准 １ Ｐ ． ０
管 柱 压 力 管 柱 压 缩 装 配 值 ＞ 负荷
１６ ｋ ．７ Ｎ
Ｇ ／ ８ ６ — Ｂ Ｔ １２ １９ 规 定 的 ± ９９
。 Ｉ Ｉ】 Ｅ 【 — ＿ 一 （
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３ ．ｍ ００ｒ 。它是工件的工艺尺寸，直接影响 １６ ｍ± ． ａ ４ｍ
产品功能， 加工中一旦超出公差范围，产品将丧失主要 功能。故该工艺尺寸的过程控制被确定为关键重要工
序。
ｃ
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图 ２
１ 下模板 ２ 推件板 ． ． ３ 螺钉 ． ４ 垫圈 ． ５ 导柱 ． ９ 导套 ．
过程控制中要保证 ３ ．ｍ １６ ｍ± ． ｒ ００ａ ４ ｍ公差范围， 则必须降低 Ｐ Ｍ Ａ的频度级别和提高探测度级别，其 ＦＥ
ＤＭ Ａ Ｆ Ｅ ）和制造过程 中的潜在失效模式及后果分析
（ 以下简称 Ｐ Ｍ Ａ Ｆ Ｅ ）至关重要。
曾有人 说 。Ｄ Ｍ Ａ和 Ｐ Ｍ Ａ对 于 冲压加 工 产品 Ｆ Ｅ Ｆ Ｅ
００ｍ ． ｍ尺寸公差的直接因素。但采用国外进 口高级精 ４ 轧管的材料成本要比采用 Ｇ ／ ８６ 标准管材成本增加 Ｂ Ｔ １２ 三倍，这是公司无法接受的措施。另一种措施则是采用 如 图 ２所示 的专 用模 具进 行 凹点 校正，实现 控制
设计失效分析DFMEA经典案例剖析
优质的产品是企业赢得市场 份额的关键因素之一。通过 DFMEA分析优化产品设计， 可以提高产品的竞争力，帮
助企业抢占市场份额。
增加企业收益
提高产品质量、降低生产成 本和增强市场竞争力都可以 为企业带来更多的收益。
07
总结与展望
DFMEA应用现状及挑战
01
应用现状
02 广泛应用于产品设计阶段，以预防潜在的设计缺 陷。
根据风险等级划分结果，优先处 理高风险失效模式，制定相应的 改进措施。
02
改进措施实施与验 证
实施改进措施后，对产品进行重 新评估，确保改进措施的有效性。
03Βιβλιοθήκη 持续改进在产品生命周期中持续进行 DFMEA分析，不断优化产品设 计，提高产品质量和可靠性。
03
经典案例一：汽车零部件设计 失效分析
案例背景介绍
改进措施实施及效果验证
改进措施
针对识别出的失效模式和原因，采取了相应的改进措施，如优化散热设计、改进电源管理模块、修复软件编码错误和 内存泄漏等。
效果验证
在实施改进措施后，对设备进行了重新测试和验证。结果显示，电池温度明显降低，屏幕闪烁问题得到解决，应用程 序运行稳定且不再崩溃。
经验教训
该案例表明，在设计阶段充分考虑潜在失效模式和影响至关重要。通过DFMEA等方法进行预防性分析， 可以及早发现并解决潜在问题，提高产品的可靠性和安全性。同时，持续改进和优化设计也是提升产品 质量和用户满意度的关键所在。
探测度评估
评估现有控制措施在多大程度上能够探测到失效模式的发生。
风险优先数计算
计算风险优先数（RPN）
将严重度、频度、探测度的评估结果相乘，得到每种失效模式的风险优先数。
汽车零部件的失效模式及其分析课件
案例三：油缸的腐蚀分析
总结词
油缸是汽车液压系统中 的重要组成部分，腐蚀 是其常见的失效模式之 一。
详细描述
油缸在工作中与液压油 接触，长期受到腐蚀影 响，导致其表面腐蚀、 剥落和裂纹。
分析方法
通过检查油缸的外观、 检测其材质变化和裂纹 情况，以及分析液压油 的成分等手段来确定油 缸是否受到腐蚀影响。
材料缺陷与失效的关系
裂纹
01
裂纹是导致零部件失效的重要原因之一，如焊接裂纹、铸造裂
纹等。
气孔
02
气孔会导致零部件强度下降，易发生疲劳和冲击失效。
夹杂物
03
夹杂物会破坏材料的连续性，增加应力集中点，加速疲劳失效
。
材料性能与失效的关系
强度
材料的强度决定了其承受载荷的能力，如抗拉强度、抗压强度等 。
韧性
定期维护保养
总结词
定期维护保养是预防和延缓汽车零部件 失效的重要措施。
VS
详细描述
根据汽车零部件的使用寿命和使用条件， 制定定期维护保养计划，包括更换机油、 清洗空气滤清器、更换刹车片和轮胎等。 通过定期检查和维护，及时发现并处理零 部件的磨损、老化、疲劳和腐蚀等问题， 以延长其使用寿命和确保车辆的安全性能 。
案例四：轮胎的弹性失效分析
总结词
轮胎是汽车与地面接触的唯一部件，其弹性失效对车辆的 性能和安全性有重要影响。
详细描述
轮胎在行驶过程中受到压力和摩擦力作用，长期使用可能 导致其弹性失效。弹性失效通常表现为轮胎变形、磨损和 裂纹。
分析方法
通过检查轮胎的外观、检测其弹性和硬度变化，以及分析 行驶数据等手段来确定轮胎是否发生弹性失效。
材料的韧性决定了其吸收能量的能力，对于防止冲击失效非常重 要。
失效模式及后果分析
/Article/articleview/2006-7-10/article_view_4349.htm#top/Article/articlelist/article_87_adddate_desc_1.htm#失效模式及后果分析（FMEA）1、什么是FMEA？FMEA是英文Failure Mode Effects Analysis 的缩写，其中文一般译为“失效模式及后果分析”。
FMEA是依据由质量目标所制定的技术文件，根据经验分析产品设计与生产工艺中存在的弱点和可能产生的缺陷，以及这些缺陷产生的后果与风险，并在决策过程中采取措施加以消除。
FMEA分设计FMEA和过程FMEA两种，设计FMEA是以系统、子系统或零部件为分析对象，过程FMEA是以加工工艺过程的每道工序为分析对象。
因而，FMEA分析要从系统组成零件列表中或加工工艺流程中确定产品设计项目或过程项目。
它们的基本思路是：划分分析对象，确定每一对象的分析内容，研究分析结果及处理措施，制作FMEA分析表。
为了尽可能地消除产品的故障，不仅要知道产品有哪些故障模式，而且还要依赖预知的能力设想将会有哪些故障模式，把这些故障模式全部排列出来，并根据它们不同的性质分析后果影响，对风险较大的故障模式则预先制定相应的补救措施，避免产品在使用过程发生故障。
这种思想是企图实现产品既定的设计和制造意图，自始至终不出差错地、顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能的可靠性，这显然是一种严密的策划过程，是一种主动、积极、有效的预防方法。
2、FMEA的分类根据原因来分析，产品出现故障无非是因为设计先天不足或制造过程留下的缺陷，所以FMEA分设计FMEA和过程FMEA。
·设计FMEA设计FMEA是由设计主管工程师/小组在设计时采用的一种分析技术，用来在最大范围内保证已充分地考虑到和指明各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理，评估最全的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。
汽车行业潜在失效模式及后果分析培训PPT_OK
2021/8/24
18
（１０）潜在失效模式
• 典型的失效模式可包括，但不限于：
裂纹
变形
松动
泄漏
粘结
氧化
断裂 扭矩
不传输
打滑（不能承受全部扭矩） 无支撑 （结构的）
功能、特 性或要求 是什么？
后果是
有多 糟糕
什么？ ？
会是什么问题？ -无功能 -部分功能/功能 过强/功能降级 -功能间歇 -非预期功能
起因是 什么？
发生的频 率如何？
能做些什么？ -设计更改 -过程更改 -特殊控制 -标准、程序或 指南的更改
怎样能得到 预防和探测？ 该方法在
探测时 有多好？
2021/8/24
• 成功实施FMEA项目的最重要因素之一是
时间性。其含义是指“事件发生前”的
措施，而不是“事实出现后”的演练。
为实现最大价值，FMEA必须在产品或过
程失效模式被纳入到产品或过程之前进
2021/8/24
8
FMEA实施
• 事先花时间很好地完成FMEA分析，能够 最容易、低成本地对产品或过程进行更改， 从而最大程度地降低后期更改的危机。 FMEA能够减少或消除实施可能会带来更 大隐患的预防/纠正性更改的机会。应在所 有FMEA小组间提倡交流和协作。
2021/8/24
6
什么时候进行PFMEA
• 过程可行性分析阶段或之前进行PFMEA。 • 所有新的零件编制工艺或更改零件的过程
或工艺，老产品（的过程）用于新环境时， 必须进行PFMEA。 • 新工艺或工艺更改时进行PFMEA 。
发动机装配过程中的失效模式分析
发动机装配过程中的失效模式分析摘要：在发动机装配过程中，存在各类失效模式，对于各类失效的充分识别并制定相应的对策，可以有效保证发动机装配质量。
文章通过对所有可能的失效模式进行分类分析并给出相应的解决办法供从业人员参考。
同时针对可能导致批量不良的严重问题以及特殊特性问题的防错方式进行探讨总结，希望可以避免严重质量问题的发生。
关键词：装配失效模式分析、防错手段、批量质量问题、特殊特性发动机作为影响汽车性能的关键零部件之一，它的质量一直备受关注。
发动机装配过程中，一般都采取多机型混线生产的方式，可能会出现各种错装、漏装等潜在质量风险，从而影响使用者的人身安全。
为了确保装配的准确性，在日常生产过程中，我们需识别各类失效模式并通过防错技术保证发动机的装配质量。
1、装配过程中可能发生的失效模式漏装：包括漏拧紧、漏压入、漏涂油、漏检测、漏拆卸工装等位置错误：包括安装顺序错误、未安装到位等方向错误：包括安装方向正反错误、相位角度安装错误等规格错误：包括零件型号装错、类似部件混入装错等嵌入不良：包括线束端子嵌入不良、连接器嵌入不良拧紧不良：包括扭矩不足、斜着拧入、螺栓拉伸、带垫片螺栓未安装垫片等压入不良：包括压入尺寸不良、斜着压入等铆接不良：包括铆接不足、铆接过头等选择不良：包括轴瓦等级、活塞等级、挺柱等级选择等涂胶不良：包括断胶、胶量过多或过少、涂胶位置不良等钢印打刻不良：包括钢印号重号、刻印缺少、刻印不清等密封圈夹入不良：包括O型圈、橡胶密封圈的异常夹入等其他：包括损伤、变形、磕碰、异物、多装、表面机油、污垢、生锈等以上所有不良情况，在日常生产中都会出现。
针对每一种不良，都需要有完备的防发生、防流出手段，确保发动机出厂质量。
2、各类失效的防错手段防错技术起源于日本，是由日本著名的质量管理学者森口博士提出，他根据长期从事现场质量改进的丰富经验，首创了POKA YOKE的概念[1]。
在工艺方案制定初期，对于影响质量的各个工序进行分析找出所有的失效模式，从防发生和防流出两个角度制定相应的对策。
失效模式和效果分析
失效模式和效果分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA简介FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，本文中主要讨论工艺FMEA。
实施FMEA管理的具体步骤见图1。
确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进；在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。
列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：1．对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式，如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。
2．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。
3．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因，例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
失效模式和效果分析
失效模式和效果分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA简介FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，本文中主要讨论工艺FMEA。
实施FMEA管理的具体步骤见图1。
确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进；在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。
列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：1．对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式，如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。
2．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。
3．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因，例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
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汽车零件失效分类
失效类型
失效模式
举例
磨损
疲劳断裂 腐蚀 变形
粘着磨损、磨料磨损、表 面疲劳磨损、腐蚀磨损、
微动磨损
低应力高周疲劳、高应力 低周疲劳、腐蚀疲劳、热
疲劳
化学腐蚀、电化学腐蚀、 穴蚀
过量弹性变形、过量塑性 变形
汽缸工作表面“拉缸”、曲轴“抱 轴”、齿轮表面和滚动轴承表面的麻
⒈工作条件
主要内容
应用举例
零件的受力状况
曲柄连杆机构在承受气体压力过程 中，各零件承受扭转、压缩、弯曲载荷 及其应力作用；
齿轮轮齿根部所承受的弯曲载荷及 表面承受的接触载荷等；
绝大多数汽车零件是在动态应力作 用下工作的。
工作环境；
汽车零件在不同的环境介质和不同
的工作温度作用下，可能引起腐蚀磨损、 磨料磨损以及热应力引起的热变形、热 膨胀、热疲劳等失效，还可能造成材料 的脆化，高分子材料的老化等。
分类方式
按摩擦副 的相对运 动形式
按摩擦副 表面的润 滑状况
⒉摩擦分类
内容 滑动摩擦 滚动摩擦 复合摩擦
固体摩擦
举例 活塞与活塞环在气缸孔的往复运动 滚动轴承滚柱、滚珠与内、外圈滚 道表面间的摩擦 凸轮轴凸轮与气门挺杆表面间、齿 轮传动机构轮齿表面所发生的摩擦
汽车离合器、制动器
流体摩擦 边界摩擦
桶面活塞环与气缸壁、轴颈与轴瓦
规定的功能称为失效。失效不 仅是指完全丧失原定功能，而 且还包含功能降低和有严重损 伤或隐患、继续使用会失去可 靠性和安全性的零部件。
二、失效的基本形式
按失效模式和失效机理对失效进行
分类是研究失效的重要内容。
汽车零部件按失效模式分类可分为 磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等
五类； 一个零件可能同时存在几种失效模
⑶边界摩擦（边界润滑）
是指相对运动表面间被极薄的一层（通常只有几 个分子直径厚）具有特殊性质的润滑膜所隔开的摩擦。
⑵流体摩擦（流体润滑）
相对运动的摩擦副表面间不直接接触，而 被一层厚2.5微米以上的润滑油膜完全隔开的摩
擦；摩擦系数很小通常为0.001~0.008。 建立条件：在零件摩擦副处形成逐渐收敛 的楔形间隙。才可能出现并维持具有一定承载
能力的楔形润滑油膜；
桶面环与气缸壁间的楔形间隙与油膜
• 由于活塞环表
磨损是摩擦效应的一种表现和结果。“磨损是构件由 于其表面相对运动而在承载表面上不断出现材料损失的过 程。”
据统计有75%的汽车零件由于磨损而报废。因此磨损 是引起汽车零件失效的主要原因之一。
一、摩擦学基础理论
• ⒈摩擦理论；
• ⒉摩擦分类；
⒈几种主要的摩擦理论
名称
主要内容
⒈机械理论
⒉分子吸附 理论
点、凹坑等
曲轴断裂、齿轮轮齿折断等
湿式汽缸套外壁麻点、孔穴 曲轴弯曲、扭曲，基础件（汽缸体、
变速器壳、驱动桥壳）变形
老化
龟裂、变硬
橡胶轮胎、塑料器件
三、零件失效的基本原因
⒈工作条件 包括零件的受力状况和工作环境；
⒉设计制造 设计不合理、选材不当、制造工艺不 当等；
⒊使用维修
基本原因 工作条件
三、零件失效的基本原因
第二章汽车零部件的失效模式及其分析
汽车零部件失效分析，是研究 汽车零部件丧失其功能的原因、特 征和规律；目的在于：分析原因， 找出责任，提出改进和预防措施， 提高汽车可靠性和使用寿命。
第一节汽车零部件失效的概念及分类 一、失效的概念； 二、失效的基本类型； 三、零件失效的基本原因；
一、失效的概念 汽车零部件失去原设计所
发动机活塞环与缸套上部、配汽机 构凸轮与挺杆、齿轮传动副的齿面
⑴固体摩擦 在汽车上，一般将摩擦副表面间完全
没有润滑油或其他润滑介质时的摩擦。 在固体摩擦条件下，摩擦表面直接接
触，产生强烈地阻碍摩擦副表面相对运动 的分子吸引和机械啮合作用，消耗较多的 动力，并将其转化为有害的摩擦热。同时， 固体摩擦往往伴随着强烈的摩擦副表面磨 损。
三、零件失效的基本原因
⒉设计制造；⒊使用维修；
基本原因
主要内容
应用举例
设计制造 使用维修
设计不合理；
轴的台阶处直角过渡、过小的圆角
半径、尖锐的棱边等造成应力集中；
花键、键槽、油孔、销钉孔等处，
设计时没有考虑到这些形状对截面的削 弱和应力集中问题，或位置安排不妥当；
选材不合理； 制动蹄片材料热稳定系数不好；
制造工艺过程中 产生裂纹、高残余内应力、表面质量不 操作不合理； 良；
使用； 维修；
Hale Waihona Puke 汽车超载、润滑不良，频繁低温冷启动； 破坏装配位置，改变装配精度；
第二节汽车零部件磨损失效模式与失效机理
汽车或机械运动在其运动中都是一个物体与另一物体
相接触、或与其周围的液体或气体介质相接触，与此同时 在运动过程中，产生阻碍运动的效应，这就是摩擦。由于 摩擦，系统的运动面和动力面性质受到影响和干扰，使系 统的一部分能量以热量形式发散和以噪音形式消失。同时， 摩擦效应还伴随着表面材料的逐渐消耗，这就是磨损。
第二章汽车零部件的失效模式及其分析
重点： 1.汽车零件失效的基本原因； 2.汽车摩擦学理论； 3.磨损的分类与失效； 4.汽车零件疲劳； 5.汽车零件的变形； 6.汽车零件的腐蚀；
第二章汽车零部件的失效模式及其分析
• 难点： • 1.汽车摩擦学-混合摩擦； • 2.粘着磨损；微动磨损； • 3.腐蚀磨损； • 4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法； • 5.基础件的变形；
面加工的缘故使活 塞在运动中活塞环 与气缸壁运动表面 间都存在楔形间隙； • 在发动机磨合过 程中，矩形断面活 塞环演变成类似桶 面环的形状。
轴颈与轴瓦间楔形润滑油膜建立过程
收敛油楔形成动压油膜
• 在其它外界因素 一定的情况下， 两表面间形成油 膜的条件与摩擦 副表面相对运动 速度、润滑油粘 度、外载荷有关。
当两固体表面接触时，由于表面凹凸不平，相互啮合，产 生了阻碍两固体接触表面相对运动的作用。（只适用于固 体的粗糙表面）
摩擦力产生得主要原因在于两摩擦表面分子之间的相互吸 引力。
⒊粘着理论 摩擦力主要取决于剪断金属粘着和冷焊点所需的剪切力。
⒋分子－机 械理论
发生在接触点处分子吸引和机械啮合所构成的合成阻力就 是所谓的摩擦力。在载荷作用下的接触表面的相互作用可 分为机械作用（取决于表面变形）和分子作用（取决于原 子相互吸引），在摩擦过程中所占比例与材料的表面粗糙 度、载荷大小、材料种类等因素有关。