汽车零部件的失效机理及其分析分析
第二章 汽车零件的失效机理
2）工作条件的影响 ）
载荷↑，磨损量↑，所以应按材料 滑动速度： 载荷一定时，w 与
v
σ 选择载荷。
s
v 的变化
接触应力↑，磨损量↑
3） 温度的影响 ）
摩擦面温度低于热点温度时，随温度的上升，磨损量增大250℃以下为氧化磨损，磨 损很小；250 ℃以上出现粘着；达 到300 ℃左右时，达到最大值，高于300～400 ℃时， 温度上升又变为氧化磨损，磨损量变小。
3） 摩擦的能量理论 摩擦的表面能量理论认为，各种类型的摩擦和磨损现象都与表面能量之间 有一定的关系，表面能对摩擦面实际接触区大小有影响，当两表面接触时， 两表面粘着时，其粘着力可用粘着表面及系统能量 G 表示。 由于粘着作用，总的表面能为：
G = Eab = Ga + Gb − Gab
其中：G － 物体a的表面能；
− πr E ab = w ⋅ h − ∫0 πr 2 Hdh
2 h
= h ⋅ ctgθ
G = E abπh 2 ctg 2θ + wh −
π
3
Hh 3 ctg 2θ
由于物体处于平衡状态，所以：
dG = 2π E ab hctg 2θ + w − π Hh 2 ctg 2θ = 0 dh w = π Hh 2 ctg 2θ − 2π E ab hctg 2θ
3） 疲劳断裂 承受交变载荷的零件，在应力低于屈服强度情况下出现的瞬断。 a. 高周疲劳断裂：受应力小于屈服极限，循环次数大于104次。 b. 低周疲劳断裂：受应力大于屈服极限，循环次数小于104次。 特征： 断口呈一个源两个区 裂纹源： 材料、加工等缺陷引起应力集中，在应力集中处首先产生裂纹。 两个区： a. 平滑扩展区：裂纹不断向深处扩展，由于反复挤压而呈平滑光洁， 像瓷器一样光亮，且有明显的前沿线； b. 最后断区：实际应力大于强度时发生瞬断，粗糙且灰暗 断口分析：前沿线发展不均匀，可能有偶然超载；瞬断区面积大小可以 反映断裂时承受的应力；是否有裂纹源，查看材料的使用正误。 3. 表面损伤失效（占70％～75％） 1） 磨损：磨料磨损 粘着磨损 2） 表面疲劳磨损 3） 腐蚀失效 微动磨损
汽车零部件质量问题报告
汽车零部件质量问题报告
标题：汽车零部件质量问题报告
一、引言：
随着我国汽车工业的快速发展，汽车零部件的质量问题越来越受到关注。
此报告旨在详细分析最近出现的一些汽车零部件质量问题，并提出改进措施。
二、质量问题概述：
1. 发动机部件：部分车辆在行驶过程中，发动机噪音大，动力输出不稳定，这可能是由于发动机部件质量不达标导致的。
2. 刹车系统：一些用户反馈刹车系统反应迟钝，刹车距离过长，可能存在安全隐患。
3. 电子设备：部分车辆的电子设备如导航系统、音响系统等出现故障频率较高，可能与部件质量有关。
三、质量问题原因分析：
1. 生产过程控制不严：生产过程中可能存在操作不当、工艺流程不合理等问题，导致零部件质量下降。
2. 原材料质量不高：如果原材料存在质量问题，那么制成的零部件自然难以保证质量。
3. 质量检测不到位：如果质量检测环节出现问题，可能会让不合格的零部件流入市场。
四、改进措施：
1. 加强生产过程控制：对生产工艺和操作规程进行严格监督和管理，确保每个环节都能按照标准执行。
2. 提高原材料质量：选择信誉良好的供应商，确保原材料质量稳定。
3. 完善质量检测体系：提高检测标准，加大检测力度，确保所有出厂的零部件都达到质量要求。
五、结论：
汽车零部件的质量直接影响到整车的性能和安全性，因此我们必须高度重视并采取有效措施解决这一问题。
希望通过这次质量问题报告，能够引起相关部门的重视，共同推动我国汽车零部件行业的健康发展。
六、附录：
本报告中涉及的具体案例和数据将在附录中提供，供读者参考。
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
汽车零部件失效概述
阻漏型失效模式
不畅、堵塞、气阻、漏油、漏气、漏风、漏电、漏雨、渗水、渗 油等
漏气漏油装置失效、密封件失效、 气候环境
功能型失效
功能失效、性能不稳、性能下降、性能失效、启动困难、干涉、 卡滞、转向过度、转向沉重、转向不回位、离合器分离不彻底、 离合器分不开、制动跑偏、流动不畅、指示失灵、参数输出不 准、失调、抖动、漂移、接触不良、公害超标、异响、过热等
曲轴断裂、齿轮轮齿折断
橡胶轮胎、塑料器件的老化
湿式气缸套外壁麻点、孔穴
第一节 汽车零部件失效概述
失效模式
表现形式
诱发因素
损坏型失效模式
裂痕、裂纹、破裂、断裂、破碎、开裂、弯坏、扭坏、变形过 大、塑性变形、卡死、烤蚀、点蚀、烧蚀、击穿、蠕变、剥落、 短路、开路、断路、错位、压痕等
汽车维修工程
汽车零部件的失效理论
第二章 汽车零部件的失效理论
本章重点:
了解汽车零件失效类型和原因
熟悉磨损失效的形式和机理
掌握汽车零件磨损的因素及磨损规律
了解汽车零件的疲劳断裂失效和汽车零件的腐蚀失效
熟悉汽车零件的变形失效形式和机理
掌握汽车零部件失效的综合分析的方法
第一节 汽车零部件失效概述
应力冲击、电冲击、疲劳、磨损、 材质问题、腐蚀
退化型失效模式
老化、变色、变质、表面保护层剥落、侵蚀、腐蚀、正常磨损、 积碳、发卡等
自然磨损、老化及环境诱发
松脱型失效模式
松矿、松动、脱落、脱焊等
紧固件、焊接件出现问题
失调型失效模式
间隙不适、流量不当、压力不当、电压不符、电流偏值、行程失 调、间隙过大或过小等
（2）压力
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。
汽车零部件失效模式及其分析
⒉分子吸附 理论 ⒊粘着理论 ⒋分子－机 械理论
⒉摩擦分类
分类方式 按摩擦副 的相对运 动形式 内容 滑动摩擦 滚动摩擦 复合摩擦 固体摩擦 按摩擦副 表面的润 滑状况 流体摩擦 边界摩擦 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 桶面活塞环与气缸壁、轴颈与轴瓦 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
以疲劳破坏为主的假说： 金属的同 一显微体积经多次塑性变形， 小颗粒从 表层上脱落下来。 不排除同时存在磨料 直接切下金属的过程。 滚动接触疲劳破 坏产生的微粒多呈球形。 “备注”
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。
单分子层吸附膜的润滑作用模型
• 在边界摩擦情况 下，当摩擦副表 面相对运动时， 由于两表面上各 自的吸附膜象两 把毛刷相互滑动， 从而避免了金属 摩擦副表面直接 接触，降低了摩 擦系数。起到了 润滑作用。
当边界膜是反应膜时，由于摩 擦主要发生在此熔点低、剪切强度 低的反应膜内，从而有效的防止了 金属摩擦副表面直接接触，也能使 摩擦系数降低。
以断裂为主的假说针对脆性材料，以 脆性断裂为主； 磨料压入和擦划金属表面， 压痕处的金属产生变形，磨料压入的深度 达到临界深度时，随压力而产生的拉伸应 力足以使裂纹产生。 裂纹主要有两种形式， 垂直表面的中间裂纹和从压痕底部向表面 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。
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。
汽车零部件失效分析
汽车零部件失效分析摘要：随着汽车的不断普及和机械设备事故的频发，汽车的安全性和可靠性逐渐成为人们关注的焦点。
论文通过研究汽车零部件失效的类型，丧失功能的原因、特征和规律，提出相应的改进和预防措施，为汽车制造部门提供便于改进制造工艺和汽车设计的反馈信息，进而提高汽车可靠性、使用寿命和维修质量。
关键词：汽车零部件；失效模式；磨损1.汽车零部件失效的概述1.1汽车零部件失效的概念所谓失效是指汽车零部件失去原设计所规定的功能，导致汽车技术状况变差，包括完全丧失原定功能，功能降低和严重损伤等，如果继续使用将会失去安全性和可靠性。
因为汽车零部件的技术状况会随着零部件的使用过程逐渐发生变化，因此通过分析汽车零部件的性能恶化过程，然后有针对性的采取改进措施，对于维持汽车的技术水平具有非常重要的作用。
1.2汽车零部件失效的分类汽车零部件按失效模式分类可以分为：一是磨损，包括粘着磨损、表面疲劳磨损、磨料磨损、微动磨损、腐蚀磨损，如齿轮表面和滚动轴承便面的麻点、曲轴“抱轴”等。
二是疲劳断裂，包括低应力高周疲劳、高应力低疲劳周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳，如齿轮轮齿折断、曲轴断裂等。
三是腐蚀，包括化学腐蚀、穴蚀、电化学腐蚀，如湿式汽缸套外壁麻点。
四是变形，包括过量弹性变形、过量塑性变形和蠕变，如曲轴弯曲、基础件变形等。
五是老化，如橡胶轮胎、塑料器件龟裂、变硬等。
失效模式是研究汽车零部件失效的关键，同一个零件可能同时存在集中失效模式。
2.汽车零部件失效的原因2.1设计制造方面的原因汽车零部件的设计制造不合理是造车汽车零部件早期失效的主要原因之一。
如汽车零部件的材料选择方面，我国GB5216标准规定的齿轮钢淬透性带宽为12HRC，而美国休斯通用公司为8HRC，日本小松为5HRC，远远不及国外汽车生产企业的标准要求。
如汽车零部件的设计方面，轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等造成的应力集中处，都会成为汽车零部件破坏的成因。
汽车零部件的失效理论
04
详细描述
提高材料的抗疲劳性能可 以增强材料抵抗疲劳裂纹 扩展的能力。优化设计可 以减少应力集中区域，降 低交变应力幅值。采用抗 疲劳制造工艺可以改善材 料内部组织结构，提高抗 疲劳性能。
腐蚀失效
• 总结词：腐蚀失效是指汽车零部件受到化学腐蚀或电化学腐蚀而失效的现象。 • 详细描述：腐蚀失效通常发生在与腐蚀介质接触的零部件上，如发动机气缸、排气管、燃油系统等。在腐蚀介
失效理论的研究方法包括实验研究、仿真分析和 理论建模等，这些方法可以相互补充，为汽车零 部件的失效分析提供更加全面和准确的信息。
通过研究汽车零部件的失效模式和机理，可以更 好地了解其性能和可靠性，从而优化设计、制造 和使用过程中的各种因素，提高零部件的可靠性 和寿命。
在实际应用中，失效理论的研究成果可以应用于 汽车零部件的设计、制造、使用和维护等各个环 节，提高汽车的安全性和可靠性。
05 汽车零部件失效的预防和 改进措施
材料选择与质量控制
总结词
材料选择与质量控制是预防汽车零部件失效的关键措施之一 。
详细描述
在材料选择方面，应优先选择具有高强度、耐腐蚀和耐磨性 能的材料，以确保零部件的可靠性和耐久性。同时，加强材 料质量控制，确保材料性能稳定，避免因材料缺陷导致的失 效问题。
总结词
提高使用和维护水平是预防汽车零部件 失效的重要措施之一。
VS
详细描述
通过提高驾驶员的驾驶技能和安全意识， 避免因操作不当导致的零部件损坏。同时 ，加强汽车维护保养，定期检查和更换易 损件，及时发现并解决潜在的失效问题， 延长汽车使用寿命。
06 案例分析
案例一：发动机活塞断裂失效分析
总结词
材料缺陷、热处理不当、机械疲劳
汽车零部件断裂失效分析简述(岑举
结构和配合的特性、载荷的性质和幅值、大多的内在质量缺陷、工作 和运行的状态、应力状态等等，都属于力学分析的范畴。他们不仅决 定了是否开裂，还总体上决定了以什么形式或在什么部位开裂。
设计的使用应力（各种指标）和强度（各种指标）技术条件；
关注实际的使用应力（工况）及制造质量分布的偏移和变化； 两者分布曲线相交则产生失效。 目前的失效分析和认知程度、评价主要还是在定性的水平上。
技术条件 设计应力
制造质量 使用应力、工况
2.5 断裂分析要素
从可靠性理论中断裂的应力模型得知，应力和强度是断裂分析的两大 要素，两个要素中哪一个贡献较大？最为活跃？如何地感知和评价是 断裂分析中的一个焦点；
关于灰色系统
是对内部结构可以部分了解或可以综合运用逻辑推理的方法进行 分析的系统。
从人类实践的绝对性来看，人类可以穷尽对机电失效规律及其预 防的认识，但从对失效分析的个别实践和认识来看，又总是在有 限的空间内进行的。因此，对失效特点和规律的认识又往往是有 限的和相对的，这就决定了失效分析的研究和发展总是处于一 个灰色系统内。 （失效分析的持续性、阶段性、可认知性和无止境性） （失效分析的病理学研究方法和流行病学研究方法）
式等原因引发局部产生微动磨损现 象，导致疲劳开裂。这类问题在轴 孔配合结构中最多体现。
疲劳断裂
案例20、某连杆销孔疲劳开裂 在挤压载荷作用下的疲劳开裂； 表现出了对油孔边缘处应力集中
的敏感性。
疲劳断裂
案例22、剪切应力疲劳开裂
半轴、钢板弹簧等零件，产生在高强韧性的零件中； 属于应变疲劳的性质，也称为高应力低周疲劳； 扭转的应力状态更有部件及断裂失效特性
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。
汽车零部件失效分析
汽车零部件失效分析摘要：随着我国汽车制造行业的不断发展，各类新型汽车不断普及，机械设备故障也随之而来，汽车的安全和稳定也成了人们关注的重点话题。
基于此，本文针对汽车零部件失效原因和磨损失效原因进行综合分析，为汽车制造行业对汽车进行设计和改造提供参考，使确保汽车零件的使用安全，有效预防汽车安全事故的发生。
关键词：汽车零部件；失效分析；模式汽车零部件的稳定运行是保障汽车行驶安全的前提，社会各界人士对汽车使用安全和可靠性的关注度提高，因此需要对汽车零部件失效原因进行分析，通过分析结果改善汽车零部件制造技术和工艺，强化汽车结构设计，确保汽车零件的安全运行，保障汽车整体结构的安全和稳定。
一、汽车零部件失效的概述（一）汽车零部件失效的概念汽车零部件的失效是指零件的性能与设计预期不符，从而影响汽车的整体性能，影响汽车的使用，零部件失效会使零件的原本性能丧失，各项功能逐渐下降，零件出现大面积损伤等，如果长期使用受到损坏的零件，汽车的使用安全将难以得到保障。
由于零件的长期使用，其自身性能将会出现变化，因此需要对零部件性能的变化过程进行分析，掌握零部件变化过程中性能的变化情况，并制定切实可行的维护方案，维护零部件的整体性能，有效改善零部件性能失效对汽车运行的影响，这种方法也能够有效强化汽车的技术水平，确保零件生产和制造的整体质量，有效预防因零件失效而造成的汽车安全事故。
因此工作人员需要对汽车零件失效问题进行综合分析，掌握造成零件失效的主要原因，制定切实可行的零件维护计划，并应用在实际工作当中，保障零件自身作用，为汽车行业发展提供助力。
（二）汽车零部件失效的分类根据失效模式对汽车零部件进行分类，可以分为五大类。
第一类是磨损，主要包括粘着磨损、表面疲劳磨损、磨料磨损、微动磨损、腐蚀磨损，如齿轮表面和滚动轴承便面的麻点、曲轴“抱轴”等。
第二类是疲劳断裂，包括低应力高周疲劳、高应力低疲劳周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳，如齿轮轮齿折断、曲轴断裂等。
2-2汽车零部件的磨损失效、疲劳断裂失效、腐蚀失效、变形失效 - 副本
在导电溶液里，充当阳极的金属不断被腐蚀，金属不断遭到腐蚀的 同时还有电流产生。
如：Fe - 2e → Fe2+ 2H + 2e → H2 ↑
阳极反应 阴极反应
其他腐蚀失效机理
异类电极电池 析氢腐蚀
浓差腐蚀电池 燃气腐蚀
微电池
第四节 汽车零件的腐蚀失效
高强度材料的疲劳扩展区小，而
瞬时断裂区大，塑性材料则相反
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
疲劳扩展区与瞬时断裂区所占面积的大小与材料 性质及所受应力水平有关。
疲劳断裂因载荷类型不同，其断口形态也不一样。 载荷的类型、应力集中和名义应力的大小对疲劳断口 宏观形态的影响如下表。
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
载荷类型
各种类型疲劳断口宏观特征
低名义应力
小应力集中.
大应力集中
高名义应力
小应力集中.
大应力集中
拉伸或单向弯曲
双向弯曲
旋转弯曲
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法
延缓疲劳裂纹萌生时间 降低疲劳裂纹扩展的速率 提高疲劳裂纹门槛值△k长度
强化表面 控制不均匀滑移
细化材料晶粒 避免应力集中
热处理
提高纯洁度 夹杂物尺寸小
止裂孔法
表面完整性
扩孔清除法
刮磨修理法
疲劳裂纹不扩展（稳定）的最高应 力强度因子幅
第四节 汽车零件的腐蚀失效
1.腐蚀失效的类型及特点
定义: 零件受周围介质作用而引起的损坏 。
按金属与介质的作用性质
按腐蚀破坏形式
第四节 汽车零件的腐蚀失效
化学腐蚀：金属表面与介质发生化学作用引起，特点是 腐蚀过程中无电流的产生。
汽车零部件失效理论
汽车零部件失效理论汽车是高度复杂的机械设备，由数百个零部件构成。
在车辆运行及使用过程中，由于各种原因，这些零部件可能会出现失效现象。
汽车零部件失效的原因有很多种，包括材料老化、磨损、疲劳、设计缺陷、生产工艺问题等。
本文将讨论汽车零部件失效的理论问题。
失效模式在研究汽车零部件失效理论之前，我们需要了解失效模式的概念。
失效模式是指零部件在服务中出现失效的方式和形式。
根据失效模式的不同，我们可以将零部件失效分为以下几种类型：突然失效突然失效是指零部件在使用中突然发生完全失效的现象。
比如，轮胎爆胎、驱动皮带断裂等。
逐渐失效逐渐失效是指零部件在使用中由于经过一段时间的磨损而逐渐失去功能的现象。
比如，制动片由于摩擦而磨损，最终失去制动效果。
稳定失效稳定失效是指零部件在使用中逐渐失效，但失效的速度相对较慢，最终达到一定的稳定状态。
比如，发动机气门和活塞环的磨损。
失效机理汽车零部件失效的机理是非常复杂的，但总体上可以分为以下几种：材料老化材料老化是指材料在使用过程中发生的不可逆变化，从而导致零部件性能下降或失效。
例如，汽车轮胎经过一段时间的使用后，橡胶会老化，导致轮胎爆胎的风险增加。
疲劳疲劳是指零部件长期反复受到应力作用后出现的失效现象。
比如，汽车发动机的曲轴经过长期的高速旋转，可能会出现疲劳裂纹，导致曲轴折断。
磨损磨损是指零部件在运行中逐渐消耗的现象。
比如，制动片在制动过程中与制动盘之间的摩擦会导致制动片表面的摩擦材料磨损。
腐蚀腐蚀是指零部件在潮湿、酸性或浓度过高的环境中受到腐蚀作用而失效的现象。
例如，汽车排气管在受到雨水和路面盐水的侵蚀后容易产生腐蚀。
设计缺陷设计缺陷是指零部件在设计阶段出现的缺陷，导致零部件失效的现象。
通常设计缺陷需要通过召回或改进来进行处理，以免造成安全事故。
失效预测为了降低汽车零部件失效带来的损失，我们需要对零部件失效进行预测和防范。
失效预测是通过分析零部件失效的机理、特点和条件，来预测零部件的失效时间和方式。
汽车零部件的失效机理及其分析分析32页PPT
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.
在完成各项检验后，将所得原始数据和试验结果 汇总进行综合分析研究，然后从设计、选材、材 质、加工工艺、装配运行操作、维护及环境介质 等因素中找出失效零件的主要原因并提出改进意 见
四.失效分析举例
内燃机摇臂杆断裂失效。
END
二.粘着磨损及其失效机理
三.表面疲劳磨损及其失效机理
概念： 两接触表面在交变接触压应力的作用下， 材料表面因疲劳而产生物质损失的现象称为表面 疲劳磨损。
表面疲劳磨损失效过程可分为两个阶段：
疲劳核心裂纹的形成； 疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。
3种理论
最大剪应力理论--裂纹起源于次表层
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。
汽车零部件的失效机 理及其分析
主要内容： 一. 汽车零部件失效的概念及分类
二. 汽车零部件磨损失效模式
三. 汽车零部件疲劳断裂失效及其机理 四. 汽车零部件腐蚀失效及其机理 五. 汽车零部件变形失效机理 六. 汽车零部件失效分析方法
导言
汽车零部件失效分析，是研究汽车零部件 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 十分析零部件失效的原因；提出改进和预 防措施，从而提高汽车可靠性和使用寿命。 与可靠性分析比较，有何不同？
一. 化学腐蚀失效机理
金属零件与介质直接发生化学作用面引起 的损伤称为化学腐蚀。
二. 电化学腐蚀失效机理
电化学腐蚀是两个不同的金属在一个导电溶 液中形成一对电极，产生电化学反应而发生腐蚀 的作用，使充当阳极的金属被腐蚀。
三. 汽车零件的老化
橡胶、塑科制品和电子元件等汽车用零件， 随着时间的增长，原有的性能会逐渐衰退称为老 化现象。
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
工作条件
设计制造
使用与维修
第二节 汽车零部件磨损失效模式 与失效机理
跟进思考！
3. 哪一种零件磨损量测定方法适合于发动机车载 检测？
第三节 汽车零部件疲劳断裂失效 及其机理
零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而 发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂是汽车零 部件中常见的失效方式之一，也是危害性最大的一 种失效方式。
一.疲劳断裂失效的分类
二.疲劳断裂失效机理
故障(失效)树分析法 特征因素图分析法 摩擦学系统失效分析法
二.金属的断裂断口分析技术
一次加载断裂断口 延性断裂断口 脆性断裂断口 混合断口 宏观断裂断口分析程序 微观断口分析
三.失效分析的步骤
1. 2. 3. 4.
收集原始资料 收集失效零件的残骸 确定和分析失效模式 对一些重要零件或在一些工况下不可能回收磨 屑时，可将零件材料在仿效运行工况下进行模拟 试验，以验证初步判断
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。
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 Байду номын сангаас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
氢致磨损
五.微动磨损及其失效机理
概念： 两接触表面间没有宏观相对运动，但在外 界变动负荷影响下，有小振幅的相对振动(一般小 于100微米)，此时接触表面间产生大量的微小氧 化物磨损粉末，因此造成的磨损称为微动磨损。
过程
微动磨损是一种复合形式的磨损。包括：
粘着磨损 氧化磨损 磨料磨损
一.磨料磨损及其失效机理
概念：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬 金属)相互摩擦引起表面材料损失的现象称为磨料磨 损。 磨料磨损的四种假说：
以微量切削为主的假说 以疲劳破坏为主的假说
以压痕为主的假说
将断裂作为主要作用的假说
影响因素 防治措施 概念： 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。 机理 影响因素 防治措施
油楔理论--裂纹起源于摩擦表面 裂纹起源于硬化层与芯部过渡区
影响因素 防治措施
四.腐蚀磨损及其失效机理
概念： 零件表面在摩擦过程中，表面金屑与周围 介质发生化学或电化学反应，因而出现物质损失 的现象称为腐蚀磨损。 腐蚀磨损通常分为：
氧化磨损 特殊介质的腐蚀磨损
气蚀（穴蚀）
金属零件疲劳断裂实质上是一个累积损伤过程。大 体上可划分为滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏 观裂纹扩展、最终断裂几个过程。 金属零件疲劳断裂实质上是一个累积损伤过程。
疲劳裂纹的萌生 疲劳裂纹的扩展
三.疲劳断口宏现形貌特征
典型宏观疲劳断口分为三个区域：
疲劳源区 疲劳裂纹扩展区 瞬时断裂区