汽车零部件失效模式[1]
(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。
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
16432汽车维修工程第2章-PPT文档资料
（４）变形 包括弹性变形、塑性变形，如曲轴的弯曲、扭 曲，基础件（气缸体、变速器壳体、驱动桥壳）变形等。 （５）老化 包括龟裂、变硬、如橡胶轮胎、塑料器件的老 化等。
二、汽车零件磨损
1．汽车零件的摩擦 （1）概念：两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的 现象称为摩擦，该阻力称为摩擦力。 （2）种类：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分： 干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦四类。
三、汽车失效的主要原因
1．汽车零件的耗损 2．使用条件对汽车技术状况的影响
（1）道路条件的影响。道路状况和断面形状等决定了汽车及 总成的工况（载荷和速度域、传递的扭矩、曲轴转速、换档次数， 以及道路不平所引起的动载荷）从而决定汽车零部件和机构的磨 损况，影响汽车的工作能力。 （2）运行条件的影响。主要指交通流量对汽车运行工况的影 响，如载货汽车在城市街道上速度较郊区要降低50％以上，发动 机曲轴转速反而升高35％左右；换档次数增加2～2．5倍。显然， 这种工况必然加速汽车技术状况的恶化进程。 （3）运输条件的影响。城市公共汽车经常处于频繁起步、加 速、减速、制动和停车为主的典型的非稳 定工况下工作、如曲 轴转速和润滑系油压不能与载荷协调一致地变化，恶化了配合副 的润滑条件使零件的磨损较稳定工况大大加剧。
1）干摩擦：摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦称为 干摩擦。
2）液体摩擦：两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦称为 液体摩擦。
擦
3）边界摩擦：两摩擦表面被一层极薄润滑油膜隔开时的摩 称为边界摩擦。
4）混合摩擦：两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦 混合存在时的摩擦称为混合摩擦。 2．汽车零件的磨损 （1）概念：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。磨损的发生将造成零件形状尺寸及表 面性质的变化，使零件的工作性能逐渐降低，但磨损有时也是有 益的，如：磨合
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。
汽车轮毂轴承失效模式识别及其机理分析
汽车轮毂轴承失效模式识别及其机理分析发布时间：2022-05-31T08:27:56.264Z 来源：《新型城镇化》2022年10期作者：王建杰[导读] 汽车轮毂轴承单元主要作用是对制动器、扭力梁或传动轴进行连接，并为轮毂的转动传递转矩和支撑荷载。
因此轮毂轴承是保证汽车运行平稳、舒适及安全的重要部件之一，一旦失效将会导致汽车在行驶过程中无法正常行驶，从而引发严重的交通事故。
鉴于此，本文主要分析探讨了汽车轮毂轴承失效模式识别及其机理，以供参阅。
襄阳汽车轴承股份有限公司湖北襄阳 441057摘要：汽车轮毂轴承单元主要作用是对制动器、扭力梁或传动轴进行连接，并为轮毂的转动传递转矩和支撑荷载。
因此轮毂轴承是保证汽车运行平稳、舒适及安全的重要部件之一，一旦失效将会导致汽车在行驶过程中无法正常行驶，从而引发严重的交通事故。
鉴于此，本文主要分析探讨了汽车轮毂轴承失效模式识别及其机理，以供参阅。
关键词：汽车；轮毂轴承；失效模式引言汽车轮毂轴承单元是用于连接制动器、传动轴或者扭力梁，为轮毂的转动传递转矩和支撑整车载荷的作用。
汽车轮毂轴承单元主要承受通过悬架系统传递而来的汽车重量（径向载荷），转向系统中转向力产生的轴向载荷，传动系统传递变速箱和驱动轴扭矩，使汽车前进和后退。
因此轮毂轴承是一个非常重要的部件，保证了汽车运行平稳舒适性和安全性。
一旦失效会导致车辆不能正常行驶，零部件运转异常、异响，零件磨损加剧，使用寿命下降，安全性能降低等问题。
典型的轮毂轴承失效主要有：密封性能失效、内外圈表面疲劳失效。
1汽车轮毂轴承结构演变汽车轮毂过去较多是使用成对的单列圆锥滚子或球轴承，随着技术发展，现已广泛使用轮毂轴承单元。
受成本因素影响，中国市场上采用圆锥滚子轴承的设计已逐步淘汰，故本文的研究范围仅划定在球轴承轮毂单元。
汽车轮毂轴承单元，英文为HubBearingUnit，缩写为HBU，主体是背靠背布置的双列角接触球轴承。
第一代轮毂轴承单元是由SKF开发，在1938年开始生产的。
失效模式分析
FMECA分析的用途
1、在设计管理上的用途
FMECA与线路应力分析的结合是可靠性预测、分配和评定 时的一项原始资料。 FMECA 是评定设计方案的手段 FMECA 是设计评审、质量复查、事故预想的依据和证明 2、在其他用途
安排测试点、制造和质量控制，制定试验计划的一种依据。
制定检测程序、设计诊断装置的基础。 与试验结果和失效分析报告一起进行定性评定。 可靠性维修，后勤保障分析的原始资料。
发生概 严重性 率
可能措施
0.0006
严重
严格控制原材料质 量，消除缺陷。进 行耐压试验，采用 合理包装，在运输 中保护发动机
0.0001
严重
严格控制生产过程 ，确保工艺质量， 严格控制在极限温 度之内存储和使用 。
0.0001
严重
严格执行正常清洗 程序，机巧清洗后 严格检验，确保清 除一切沾染物
4-12
110钢轨（使用 区域）
横向位移阻 力降低，钢 轨型面不符 合设计规范
影响分析
影响低，对 所有转向架 影响皆相同
危害评价
危险性
在最大运行速 A 度时测得的钢 轨力是安全的
横向加速度 影响小，对
过高
所有转向架
影响皆相同
加速度超过正 常值，横向钢 轨力增加
4-27
机车车辆转向架FMEA表格（续）
代码与零部件 故障类型 名称
E级，极少发生。单一失效模式发生概率小于系统总失效 概率 的0.1%。
4-17
二、定量分析 1、失效后果概率
失效后果 必然损失 偶然损失 很少损失 无影响
值
1.0
0.1 1.0 0 0.1
0
2、失效模式严重度数字
CmPt106
汽车维修工程试题（总结精华版）
汽车维修工程试题（总结精华版）第一篇：汽车维修工程试题(总结精华版 )一、名词解释1.产品：指作为单独研究或单独试验对象的任何元器件、零件，甚至一台完整的设备。
2.维修：指在系统投入运行后，为保持或在系统发生故障后恢复产品完成规定功能的能力而采取的技术与管理措施。
3.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（即发生鼓掌）的概率。
4.喷焊：用高速气流将用氧-乙炔火焰加熔化的自融合金粉末喷涂到准备好的零件表面上，并经再一次重熔处理形成一层薄而平整呈焊合状态的表面层。
5.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。
6.可靠度：产品在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，记为R（t）。
7.磁力探伤：利用电磁原理来检验金属零件的隐蔽缺陷，当磁通量通过被检零件时，若零件内部有裂纹，在零件的表面上撒以磁性铁粉，铁粉就被磁化并吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的位置和大小。
8.电镀：将金属工件浸入电解质的溶液中，以工件阴极通以直流电，在电流作用下，溶液中的金属离子析出沉积到工件表面上，形成金属镀层的过程。
9.汽车维护制度：是为了保证汽车技术状况完好而采取的技术管理措施，它涉及车辆的运行制度、运行条件、维修技术装备、维修作业的劳动组织、维修费用以及其它一些经营管理方面的工作。
10.可靠性：指产品在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
11.表面疲劳磨损：接触表面由于周期性载荷作用产生变形和应力使材料产生裂纹和分离出微片或颗粒的现象。
12.喷涂：就是利用喷枪，以压缩的空气流将涂料从喷枪的喷嘴中喷出形成雾状，喷涂在涂装表面。
13.干摩擦:摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦。
14.液体摩擦: 两摩擦表面间被润滑油完全隔开时的摩擦。
15.边界摩擦 : 两摩擦表面间被一层极薄的边界膜隔开时的摩擦。
16.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时的摩擦。
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
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。
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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
汽车零件的失效
低名义应力 高名义应力 小应力集中. 大应力集中
载荷类型
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
强化表面 延缓疲劳裂纹萌生时间 避免应力集中 止裂孔法 降低疲劳裂纹扩展的速率 扩孔清除法 控制不均匀滑移 热处理 提高纯洁度
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
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
第一节 汽车零部件失效概述
汽车零件的耗损 在汽车技术状况的变化过程中，尽管影响因素复杂， 但汽车零件失效的主要原因仍然是汽车各机构的组成元件 （包括零件）之间在工作过程中相互作用，使机构、总成、 汽车的技术状况发生恶化的结果。
第一节 汽车零部件失效概述
使用条件对汽车零件技术状况的影响 （1）道路条件
按断裂环境
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
据零件的特点及破坏时总的应力循环次数疲劳失效的分类
汽车零件一般多为低应力高周疲劳断裂。
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
2.疲劳断裂失效机理
金属零件疲劳断裂过程：
滑移
裂纹成核
微裂纹扩展
断裂
宏观裂纹扩展
第三节 汽车零件的疲劳断裂失效
a．疲劳裂纹的萌生
金属零件表面产生的不均匀滑移 金属内的非金属夹杂物和应力集中
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。
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汽车零部件失效模式[1]
三、磨料磨损及其失效机理
• 磨料的来源； 粒 度 为 20μm ～ 30μm的尘埃将引起 曲轴轴颈、气缸表 面的严重磨损，而 1μm 以 下 的 尘 埃 同 样会使凸轮挺杆副 磨损加剧；
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磨料磨损的失效机理（假说）
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粘着磨损、磨料磨损、表 面疲劳磨损、腐蚀劳、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
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、
流体摩擦 边界摩擦
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
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二、磨损的分类
磨损与零件所受的应力状态、工作与润滑条 件、加工表面形貌、材料的组织结构与性能以及
环境介质的化学作用等一系列因素有关；
按表面破坏机理和特征，磨损可分为磨料磨 损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动 磨损等；前两种是磨损的基本类型，后两种磨损
名称
主要内容
⒈机械理论
⒉分子吸附 理论
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。
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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 式或失效机理。
汽车零部件失效模式[1]
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
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。
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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；
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。
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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；
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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。
汽车零部件失效模式
2020/11/24
汽车零部件失效模式[1]
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；
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第二章汽车零部件的失效模式及其分析
变速器壳、驱动桥壳）变形
老化
龟裂、变硬
橡胶轮胎、塑料器件
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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
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基本原因 工作条件
三、零件失效的基本原因
⒈工作条件
主要内容
应用举例
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。
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四、粘着磨损及其失效机理
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；
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；
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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。
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。
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一、摩擦学基础理论
• ⒈摩擦理论； • ⒉摩擦分类；
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⒈几种主要的摩擦理论
汽车零部件失效模式[1]
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