失效分析基本方法

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失效分析基本方法
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3.1失效分析的方法及程序
相关性分析的思路及方法 系统工程的分析思路及方法 数理统计分析思路及方法
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相关性分析的思路及方法
一般用于具体零、部件及不太复杂的设备系统的失效分析中。
1. 按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法 2. 根据产品的失效形式及失效模式分析的思路及方法 3. “四M”分析思路及方法
每种零件都处于两种状态（完好与失效）中的一种。因 此，设备也处于两种状态中的一种:正常或失效。所谓故障树 分析就是分析各种事件（系统组元的状态变化）之间的逻辑 关系，分清正常事件和异常事件（失效事件），再找出失效 原因。
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故障树分析法的特点
它可以查明与事故发生有关的所有原因;作为一 种手段,利用树形图可把分析过程和结果表示出来， 并可以很方便地计算出系统失效的概率。因而它是 对一个复杂的设备系统进行失效分析的重要工具。
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2. 根据产品的失效形式及失效模式分析 的思路及方法
较为常用的分析方法。一个具体的零件失 效后,根据其表现形式（过量变形、表面损伤 和断裂）进一步分析失效模式，然后分析导 致这种失效模式的内部因素和外部因素，最 后找出失效的原因。
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3. “四M”分析思路及方法
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健全 ，辅助工作太差，使用的工具、设施不当，没有按规定的作
业程序操作，缺乏严格的维修保养制度等。
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失效系统工程分析法
失效系统工程是把复杂的设备或系统和人的因 素当作一个统一体,运用数学方法和计算机等现代化 工具，来研究设备或系统失效的原因与结果之间的 逻辑联系，并计算出设备或系统失效与部件之间的 定量关系。
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1．按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法
（1）审查设计 如对使用条件估计不足进行的设计,标准 选用不当，设计判据不足，高应力区有缺口，截面变化太陡 ，缺口或凹倒角半径过小及表面加工质量要求过低等均可能 是致断因素。
（2）材料分析 材料选用不正确，热处理制度不合理， 材料成分不合格，夹杂物超级，显微组织不符合要求，材料 各向异性严重，冶金缺陷等。
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失效系统工程分析法主要类型:
（1）故障树分析法（简称FTA法） （2）特征—因素图分析法 （3）事件时序树分析法（简称 ETA法） （4）故障率预测法 （5）失效模式及后果分析法（简称FMEA法） （6）模糊数学分析法
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2．故障树分析法
基本概念
故障树分析法是美国委记贝尔电话研究所于1961年首先 提出来的。故障树分析的概念来自数学图论中树的概念和计 算机算法符号。在分析中把分析的设备叫做系统,把组成该设 备的零件叫组元。零件的工作状态用一些参数（压力、温度 、流量）来描述。
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（三）数理统计分析思路及方法 巴特雷图
相关性分析 灰色关联分析
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失效分析的一般程序
机械零件失效的情况是千变万化的,分析的目的 和要求也不尽相同，因而很难规度一个统一的分析程 序。一般说来，大体上包括:
所谓“四M”分析法,是指将Man（人）、Machine（机器设备）
、Media（环境介质）和Management（管理）作为一个统一的系统
进行分析的方法。对于一个比较复杂的系统常采用此种方法。依此
分别进行如下四方面的分析工作。
（1）操作人员情况的分析 如工作态度不好、责任心不强、
玩忽职守、主观臆断和违章作业等不安全行为以及缺乏经验、反应
（3）加工制造缺陷分析 铸、锻、焊、热处理缺陷，冷 加工缺陷，酸铣、电镀缺陷，碰伤，工序间锈蚀严重，装配 不当，异物混入及漏检等。
（4）使用及维护情况分析 超载、超温、超速，启动、 停车频繁或过于突然，润滑制度不正确，润滑剂不合格，冷 却介质中混有硬质点，未按时维修保养，意外灾害预防措施 不完善等。
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例
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如图是一个冷却 剂的供应系统,该系 统是由恒速泵、热 交换器、控制阀、 蓄水池及管道五个 组元组成的。该系 统的作用是对主要 设备供应足够的冷 却剂。因此，流到 热交换器的冷却剂 最少则为故障树的 上端事件。为分析 其失效原田而绘制 故障树。
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工作程序
确定不希望发生的事件（上端事件）; 对设备的设计、制造、维修、使用等技术资料进
行分析； 采用手工或计算机合成故障树； 求出能使上端事件发生的必要且充分的最小数目
的基本事件的集合； 收集计算时必须的故障率数据； 计算上端事件发生的概率； 对基本事件的重要度作评价； 分析计算结果,提出改进措施。
调查失效事件的现场， 收集背景材料， 深入研究分析， 综合归纳所有信息并提出初步结论， 重现性试验或证明试验， 确定失效原因并提出建议措施， 写出分析报告等内容。
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失效分析的步骤
迟钝和技术低劣等局限性。
（2）环境情况的分析 主要指的是产品在使用状态下所处的
环境条件，如载荷状态、大小、方向的变化。温度，湿度，尘埃，
是否存在腐蚀介质等。
（3）设备情况的分析 主要指的是材料的选择，结构设计，
加工制信水平及安装、运输保护措施等。
（4）管理情况的分析 如缺乏适当的作业程序，保护措施不
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所用符号
故障树是一种逻辑图,是根据一定的逻辑方式把一些特殊符 号连接起来的树形图。通常在故障树中出现的符号大体上可分 为逻辑门符号、故障事件符号和其它符号三类。
故障树的合成
根据系统及其故障的已知数据和资料，绘制故障树。在采 用手工合成故障树时，一边反复提出问题一边对树进行展开。 对各个门事件提出的问题是:该事件是由于单一组元的故障引 起的，还是由另外什么组元的故障引起的?引起该事件的必要 且充分故障是什么？将图展开到基本事件（原因）或没有必要 再发展的事件为止。