失效分析课件-1

合集下载

《滚动轴承失效分析》课件

《滚动轴承失效分析》课件

案例1:疲劳失效
轴承断裂和损坏的实例分析。
案例2:腐蚀失效
轴承腐蚀和表面损坏的实例分 析。
案例3:过热失效
轴承过热和变形的实例分析。
预防措施和日常维护
采取适当的预防措施和进行规范的日常维护可以延长轴承的使用寿命。
1
预防措施
正确选用和安装轴承,合理设计润滑方案。
2
日常维护
定期检查和更换润滑油,清洁轴承和保持良好的工作环境。
长期使用引起的材料疲劳和断裂。
装配与安装失误
错误的装配和安装导致的失效。
滚动轴承的失效原因
滚动轴承的失效原因多种多样,包括摩擦磨损、腐蚀、过热和振动等。
1
摩擦磨损
由于摩擦和磨损引起的轴承表面的损
腐蚀
2
坏。
酸性或碱性环境中引起的轴承表面腐
蚀。
3
过热
轴承工作时产生的过多热量导致轴承 失效。
滚动轴承的失效分析方法
滚子轴承
通过滚子在内圈和外圈间滚动 来支撑旋转负荷。
滑动轴承
通过自润滑材料或润滑油在内 圈和外圈间形成润滑膜以支撑 旋转负荷。
轴承失效的原因和分类
轴承失效可能由多个因素引起,例如负荷过大、润滑不良和使用寿命到起的失效。
润滑失效
润滑不足或污染导致的轴承失效。
疲劳失效
失效分析是确定轴承失效原因的关键步骤,常用的方法包括外观分析、金相分析和润滑油分析。
1 外观分析
通过观察轴承外观特征来确定失效原因。
2 金相分析
使用显微镜和化学试剂来研究材料组织和化学成分。
3 润滑油分析
检测润滑油中的金属颗粒和污染物等。
实例分析:滚动轴承失效案例分析
通过实例分析真实的滚动轴承失效案例,可以更好地理解失效原因和分析方法。

《失效分析案例》课件

《失效分析案例》课件

02
失效分析的方法与技术
介绍了各种失效分析的方法和技术,如外观检查、化学分析、金相切片
、扫描电子显微镜等,以及它们在失效分析中的应用。
03
失效分析案例介绍
列举了一些典型的失效分析案例,包括电子产品、机械零件、复合材料
等,详细介绍了这些案例的失效模式、失效机理和失效原因。
失效分析的展望
失效分析技术的发展趋势
案例三:材料失效
总结词
材料检测、工艺优化、热处理
详细描述
针对材料失效,进行材料检测和工艺优化是关键。通过合理的热处理和加工工艺 ,可以改善材料的性能,提高其抗失效能力。同时,加强材料保护和使用合适的 涂层也是预防材料失效的重要手段。
案例四:结构失效
01 总结词
强度不足、失稳、疲劳
02
详细描述
结构失效通常表现为强度不足 、失稳和疲劳等问题。这些失 效原因可能导致建筑物、桥梁 等结构性能下降、功能丧失或 引发安全问题。
在产品维修和保障阶段,FMEA可以用于分析产品在使用过程中可能出现的问题, 预测产品的寿命和可靠性,为维修和保障计划提供依据。
05 预防与纠正措施
电子产品失效预防与纠正措施
总结词
电子产品失效预防与 纠正措施是确保电子 产品可靠性和性能的 关键。
元器件选择
选择质量稳定、可靠 性高的元器件,避免 使用次品或假冒伪劣 产品。
详细失效分析
采用各种技术和方法,深入分 析失效机制和根本原因。
验证与实施
对改进措施进行验证,并在实 际中实施,以改善产品的可靠 性和性能。
02 失效案例选择与 介绍
案例一:电子产品失效
总结词
详细描述
总结词
详细描述

失效分析的思路和方法课件

失效分析的思路和方法课件

详细描述
02
分析系统级产品的整体性能 和失效模式,研究各组成部 分之间的相互影响。
05 失效分析的展望
失效分析技术的发展趋势
01
02
03
智能化分析
利用人工智能和大数据技 术,实现失效分析的智能 化,提高分析效率和准确 性。
多学科交叉
整合物理、化学、材料科 学等多学科知识,深入研 究失效机制,揭示失效本 质。
事件树分析法
事件树分析法是一种自下而上的归纳分析方法,通过分析 基本事件的发生概率和它们之间的逻辑关系,推导出系统 事件的概率和可能结果。
事件树分析法需要确定初始事件和后续事件,通过逻辑门 将它们连接起来,形成事件树,然后对事件树进行定性和 定量分析,找出关键事件和重要事件,评估系统事件的概 率和可能结果。
可靠性工程设计
将失效分析结果纳入产品可靠性工程 设计,优化产品设计,提高产品可靠 性和寿命。
感谢您的观看
THANKS
确定失效原因和机理 ,预防类似失效再次 发生。
为设计、材料、工艺 等方面提供改进依据 。
提高产品质量和可靠 性,降低维修和保障 成本。
失效分析的基本流程
收集失效产品或部件, 了解使用环境和条件。
01
进行深入分析,如断口 观察、化学分析、金相
检查等。
03
验证改进措施的有效性 ,进行跟踪和反馈。
பைடு நூலகம்
05
进行初步检查和测试, 记录失效现象和特征。
02
确定失效原因和机理, 提出改进措施和建议。
04
02 失效分析的思路
失效模式识别
确定失效模式
通过观察、检测和实验,识别产品或 系统的失效模式,即确定失效的表现 形式。

失效分析基础课件

失效分析基础课件

根据深入分析的结果, 提出针对性的改进措施 和建议,包括设计优化、 制造工艺改进、使用条 件调整等。
02
失效模式与影响分析
失效模式识别与分类
01
02
常见失效模式
失效分类
03 失效模式识别方法
失效影响评估
失效影响分析
失效后果评估
失效影响评估方法
失效模式与影响分析的实践方法
收集数据
分析失效原因
制定分析计划
对失效产品或系统进行 现场调查和检查,了解 失效的具体情况,包括 失效部位、失效形式、 失效时间等。
根据现场调查和检查的 结果,初步分析失效原 因,包括设计、制造、 使用等方面的原因。
对初步分析结果进行深 入分析,采用各种测试 手段和方法,如金相分 析、力学性能测试、化 学分析等,进一步确定 失效原因。
建立分析模型
提出改进措施
03
失效原因分析与预防措施
失效原因分析方法
故障树分析法 失效模式与影响分析法 原因分析法
常见失效原因及其应对措施
机械疲劳
磨损
腐蚀
老化
预防措施制定与实施
制定预防措施
实施预防措施 监控与评估
04
失效分析技术在产品质量改进中的应用
产品质量ห้องสมุดไป่ตู้进的重要性
提高产品竞争力
优质的产品能够满足客户需求, 提高市场占有率,为企业带来更
05
失效分析技术的发展趋势与挑战
失效分析技术的发展趋势
智能化和自动化
1
多学科交叉
2
在线监测和预测
3
失效分析面临的挑战与困难
数据获取和处理
01
失效模式识别
02
失效原因分析

失效分析案例ppt课件

失效分析案例ppt课件
2023最新整理收集 do something
风电塔架的失效分析
ppt精选版
1
失效分析思路
• 调查收集背景资料 • 试样检验分析:材料的化学成分,金相组织,力学性能等 • 深入分析:断口的宏观及微观形貌分析,无损探伤检查等 • 综合分析归纳,确定失效原因 • 结论 • 改进措施
ppt精选版
2
目录
8
2.2 断口形貌
1、宏观形貌分析
图4 塔筒内部裂纹宏观形貌照片
失效风电塔架的塔筒内部裂纹宏观形貌: • 裂纹的早期扩展阶段,裂纹扩展平稳,属于慢应变速率条件下的宏
观脆性断裂。(图4上) • 裂纹扩展的末期(即裂纹末端),裂纹起伏台阶特征明显,表明裂
纹扩展进入复杂应力区p,pt精但选尚版 未进入失稳快速扩展阶段。(图4下)9
ppt精选版
4
图1 失效的风电塔架
图2 环焊缝17#的开裂
经过近三年的运行该塔于2010年1月塔身的第17道环焊缝(自上 而下)发生开裂。经宏观观察,裂纹长2500mm,最大张开处张 开50mm(图2)。随后进行抢修及失效分析。
ppt精选版
5
2、失效分析
2.1材料特性
2.2断口形貌 宏观形貌分析 微观形貌分析
1、宏观形貌分析
图5 塔筒外部裂纹宏观形貌照片
• 在裂纹近中段发现一处调整台阶,即裂纹源,也是重点取样与分析 部位(虚线框所围区域)。
ppt精选版
10
1、宏观形貌分析
• 裂纹源是一个近表面的焊接 缺陷,随后疲劳扩展,断口 上的海滩花样是疲劳扩展的 依据,扩展区断口上的剪切 唇是塑性断裂的基本特征形 貌。
声波。 • 定期检查塔架,及时发现问题,解决问题。
ppt精选版

机械零件失效分析 ppt课件

机械零件失效分析  ppt课件

一般用于测量经过淬火的钢件等。
PPT课件
锥角为120°的金刚石圆1锥9 体
维氏硬度 HV ( diamond penetrator hardness )
一般用于测量经表面处理的
锥面角为136 °的金刚石四棱锥体为压头
表面层硬度或薄件的硬度。 PPT课件
20
影响金属材料力学性能的主要因素
含碳量:碳,强度和硬度,塑性 合金元素:改善综合性能,得到特殊性能 温度:温度,强度和硬度,塑性 热处理工艺:改变力学性能
第一章 机械零件失效分析
PPT课件
1
概述:
定义: 零件不能正常和安全的工作,即失效。
结构或形状设计不合理。
原因
材料的选择不合理。 加工工艺不合理。
安装与使用不合理。
由于外界载荷、温度、介质等的损害作用超过了材料抵抗损害的能力造成的。
PPT课件
2
失效形式
过量弹性变形 过量变形失效
过量塑性变形
断裂失效
24
总结
零构件发生过弹性变形的原因:刚度不足 抗力指标:弹性模量E或者切变模量G
强 调! 金属和合金的弹性模量不
1.3过量变形失效
1.3.2过量塑性变形
过量塑性变形—外加应力超过零件材料的屈服极限 时发生明显的塑性变形。
PPT课件
例如:重载且摩擦力很大时,齿面较 软的齿轮表面就会沿摩擦力方向产生 塑性变形。
压入法硬度是材料抵抗局部塑性变形能力的性能指标。
PPT课件
17
布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )
布氏硬度计
一般用于测量HB<450较软材P料PT、课件毛坯、 成品的硬度。
淬火钢球

第一章机械零件的失效分析ppt课件

第一章机械零件的失效分析ppt课件

➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
美国1983年统计:零件失效造成的经济损失每 年可达3400亿美元 德国:零件失效造成的损失每年可达700亿马克
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
弹性极限( se ): 衡量材料最大弹性 变形的抗力指标
se=Pe / Fo 比例极限(sp): 保证材料的弹性变 形能按正比关系变 化的最大抗力指标
sp=PP / Fo
低碳钢拉伸时的应力应变曲线
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
二、过量变形失效
1.过量弹性变形失效及抗力指标
材料在弹性变形范围内,应力和应变遵守虎克定律
单向拉伸时的弹性模量:
Es P A
EA=P/ε
EA:零件产生单位弹性变形所需的载荷大小
刚度:零件抵抗弹性变形的能力
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
屈服极限(sS =Ps / Fo):材料抵抗起始塑性 变形的抗力指标 为避免零件发生塑性变形或发生过量塑性变形失 效,产品设计时应以屈服极限为依据
加工硬化:由塑性变形导致的材料强度 升高、塑性降低现象

材料失效分析课件第1章材料失效分析概论

材料失效分析课件第1章材料失效分析概论

1.2 失效分析的基本概念
1.2.2 失效的新定义*
√ 失效 (failure) 是产品因外观形态或微观结构发生
变化而不能达到设计规定的功能
外观 形态
截面分离 局部损伤 变形过量 表面变性
微观 结构
电子缺陷 离子缺陷 原子缺陷 线状缺陷 平面缺陷 体型缺陷 组织退化
* 杨振国. 论失效分析的本质及其内在关系. 理化检验-物理分册, 2013, 49 (S2): 1-3.(第五届全国失效分析学术会议大会特邀报告)
因此,泰坦尼克号的失效是在冰山撞击力、铆钉及船板的断裂 韧性低、航速过快等三种因素的相互作用下发生低应力脆性断裂(失 效起因)。
附录: 泰坦尼克号沉没事故的相关文献
1. Division of the History of Technology, Transportation Collections, National Museum of American History, in cooperation with the Public Inquiry Mail Service, Smithsonian Institution, "The Titanic," (Smithsonian Institution, May 1997). /resource/faq/nmah/titanic.htm
经济损失巨大!
1.1 概述
1.1.2 失效分析的意义 ● 失效分析是综合运用材料基础知识和各种表征方
法,开展事故调查、分析和研究的。通过失效分析, 可以找到失效的产生原因,从而避免同类事故的重 复发生,经济效益将是巨大的。它的作用主要有:
1. 防止同类事故的重复发生,保障社会稳定; 2. 明确事故的责任,维护用户的应有权益; 3. 吸取经验教训,提高产品质量、改善安全管理; 4. 促进材料研究的进步,为设计开发新材料、改进

失效分析基本方法PPT课件

失效分析基本方法PPT课件

系统工程法
9
3.1 失效分析的思路及方法
1 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
主要类型
10
3.1 失效分析的思路及方法
四M方法
7
3.1 失效分析的思路及方法 3. “四M”分析思路及方法
(1)人员情况的分析 (2)环境情况的分析 (3)设备情况的分析 (4)管理情况的分析
四M方法
8
3.1 失效分析的思路及方法
3.1.3 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。
故障树例
15
3.1 失效分析的思路及方法
故障树例
16
3.1 失效分析的思路及方法
定义与特征
17
3.1 失效分析的思路及方法
各底事件发生概率的均值及其左右分布
事件 均值m 分布、 事件 均值m 分布、 事件 均值m 分布、
x1 0.0002 5.03410-5 x2 0.0010 2.51710-4 x3 0.0030 7.55110-4 x4 0.0004 1.00710-4 x5 0.0007 1.76210-4 x6 0.0006 1.51010-4 G18 0.0002 5.03310-5 G6 0.0075 1.88110-3
,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。

失效分析ppt课件

失效分析ppt课件

(1)窄义的安全
窄义的安全包括国家安全(即国防安全)、 社会安全和公共安全。 国家安全是指在国家、民族、领土层面上的安 全,侧重于在国家和民族之间的冲突和对抗中 捍卫国家利益问题;
社会安全是指社会秩序、运行机制层面的安全, 侧重于在社会犯罪、破坏和威胁中维护社会利 益问题;
公共安全是指在生产经营层面上的安全,侧重 于对安全生产事故的控制问题。
失效分析是人们深化客观事物认识的知识源 头和途径。
因此,失效分析具有原创性。
2.4 失效及其分析具有普遍性
失效分析、改进提高、再失效分析研究、再 提高发展,如此往复循环、螺旋上升、发展飞 跃,就是人类科学技术发展历史、乃至于社会 发展历史的全过程。
因此,广义地说,科学技术发展史、社会发 展史都是人类与广义的失效不断作斗争、变失 败(失效)为成功(安全)的历史。
也有人认为,“安全”是一种能力,是 指人类对自身利益——包括生命、健康、 财产、资源、生存空间(领土、领海、 领空)、信息、无形财产、商业机会、 传统、文化、社会结构、运行机制和秩 序等——的捍卫、维护和控制的能力。
将上述“状态论”和“能力论”相结合, 安全是通过“能力”达到的一种“状 态”。
4.1 安全的内涵和外延 安全的内涵和外延可分为: 窄义的安全(又可称为传统的安全) 广义的安全(又可称为非传统的安全)
在社会生活上
安全生产工作
从社会发展的角度,安全生产是社会稳定、文明的重 要因素
从实现可持续展战略的角度,安全生产是保障和促进 社会经济持续健康发展的重要保证;
从提高社会文明的角度,安全生产是体现和提高社会 文明与进步的重要标志;
从全面建设和实现小康社会的角度,安全生产是全面 建设和实现小康社会宏伟目标的本质内涵。

FA失效模式分析PPT课件全篇

FA失效模式分析PPT课件全篇

2024/10/10
30
10/10/2024 10/10/2024
9.0 FA工程师因该具备的能力
1. 要懂基础的物理科学,对物理对电路都要有
一定的基础,否则无法解释一些本质现象,
思路也不宽。
2. 要熟悉产品封装工艺,这个是失效分析的基
础,不然没法给结论。
2024/10/10
31
10/10/2024
28
7.0 注意事项
失效样品有时是唯一的,十分宝贵。 在分析时应严格按程序进行。样品 的保管、运输、拆装、分解等过程 要注意ESD\EOS\机械应力\温湿度 环境不当损伤样品,造成新的失效, 从而无法找到原来失效的真正原因。
2024/10/10
29
10/10/2024
8.0 操作流程&制度
参见附件1、附件2、附件4
即失效\故障\损坏\失败分析
2024/10/10
2
10/10/2024
1.0 基本概念
1.2 什么是“失效模式” ? --- 失效模式是指由失效机理所引起的可观察到的物理 或化学变化(如开路、短路或器件参数的变化)。
通俗讲就是失效的表现形式。 失效模式通常从技术角度可按失效机制、失效零件 类型、引起失效的工艺环节等分类。从质量管理和可靠性 工程角度可按产品使用过程分类。
3.2 质量管理闭环系统中的重要环节。
无论是”PDCA”循环还是”6σ”理念中”DMAIC” 管理模型,缺少失效分析就不能形成闭环系统。
2024/10/10
11
10/10/2024
根据改善 效果建立
标准
3.0 意义和价值
分析原因并提 出改善措施, 制定改善计划
存在的问 题进行失 效分析

失效分析讲义课件

失效分析讲义课件

失效分析在生产制造中的应用
工艺控制和过程改进
失效分析可以应用于生产制造过程中,通过对生产过程中的关键环节进行分析,找出可能导致产品失 效的原因,提出相应的工艺控制和过程改进措施,提高产品的生产质量和效率。
质量控制和检验
失效分析可以应用于产品的质量控制和检验阶段,通过对产品进行严格的检验和测试,确保产品符合 设计要求和相关标准,及时发现并处理潜在的失效模式。
失效分析讲义课件
目录
• 失效分析概述 • 失效分析基本原理 • 失效分析技术应用 • 失效分析案例分析 • 失效分析发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
CATALOGUE
失效分析概述
失效定义与分类
失效定义
产品或系统在规定条件和规定时间内 不能完成规定的功能或出现不可接受 的问题。
失效分类
根据失效的性质和原因,可分为功能 失效、结构失效、疲劳失效、腐蚀失 效等。
设计和开发阶段
失效分析可以应用于产品的设计和开发阶段,通过对产品进 行失效模式和影响分析(FMEA),识别潜在的失效模式和 原因,提出相应的设计改进措施,提高产品的可靠性和稳定 性。
原型测试和验证
在产品原型测试和验证阶段,失效分析可以帮助识别和解决 潜在的设计问题,确保产品在投入生产之前已经充分考虑了 各种失效模式。
物理化学分析
对产品进行物理化学分析,如成分分析、硬 度测试、金相组织观察等,以确定失效原因 。
失效分析基本步骤
初步分析
对失效产品进行初步分析,包括 外观检查、内部检查等,以确定 可能的失效原因。
深入分析
对初步分析中确定的失效原因进 行深入分析,包括物理化学分析 、材料性能测试等,以确定具体 的失效原因。
失效分析在产品维修中的应用

失效分析第一章ppt课件

失效分析第一章ppt课件

失效模式是指构件失效后的外观形式,即可观 察的、可测量的失效的宏观特征。比如,脆性断 裂疲劳开裂、接触磨损等。
根据构件失效的宏观特征,失效模式应有五种:
(1) 变形(deformation )
(2) 断裂(fracture)
(3) 腐蚀 (corrosion)
(4) 磨损(wear)
(5) 衰减(attenuation): 微结构随时间、环境等因 素渐变弱化
20钢
Al2O3
橡胶
MMC
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.3.3失效分析的综合性
产品质量管理一般实行“五要素”法管理: “人、机、料、法、环”
“人、机、料、法、环、测” 但产品的失效分析更复杂,分析人员不仅 需要有材料、工艺、结构、力学、控制、 检验等专业知识,还要懂得安装、维护、 运行、环境等工程知识,同时也要熟悉生 产过程涉及的标准、规范、规程,还包括 心理学等在内的一些管理知识。
1.1.1失效问题每时每刻都在发生,遍及各行 各业
1.1.2失效会造成巨大的经济损失
2006年11月21日发射,2007年11月18日指出,该卫星太阳能帆 寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 板无法打开,一直不能正常工作。直接经济损失20亿RMB,间接 损失1000亿元以上。
应该指出:“失效”和“事故”是两个不同的概 念
  1. 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. 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. 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)。

掌握各种失效形式的失效现象、失效特点、 引起失效的原因及预防措施。
了解进行失效分析的测试技术,初步具备 对测试结果进行分析的能力。
主要内容
绪论 失效分析基础知识 失效分析思路方法和基本程序 失效分析的常规测试技术及选择 失效分析技术-断口、裂纹、痕迹分析▲ 静载荷作用下的断裂失效分析 疲劳断裂失效分析 磨损与腐蚀失效分析 实际构件失效分析案例 压力容器与管道失效分析与安全评价 实验-机械零件失效分析
S-N曲线,一百多年来,人们对各种材料的 S-N曲线进行了研究,
从而推动了由静强度到疲劳强度设计的进步。
1954年1月10日和4月8日,有两架英国彗星号喷气客
机在爱尔巴和那不勒斯相继失事,以后进行了详尽的调查
和周密的试验,在一架彗星号整机上进行模拟实际飞行时 的载荷实验,经过3057充压周次(相当于9000飞行小时), 压力舱壁突然破坏,裂纹从应急出口门框下后角处发生, 起源于一铆钉孔处。之后又在彗星号飞机上进行了实际飞 行时的应力测试和所用铝材的疲劳实验。经过与从海底打 捞上来的飞机残骸的对比分析,最后得出结论,事故是由 疲劳引起的。这次规模空前的失效分析揭开了疲劳研究的
2.失效分析 Failure Analysis
是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进
行的一切技术活动。就是研究失效现象的特征和规律,
从而找出失效的模式和原因。
任务:揭示产品功能失效的模式和原因,弄清失
效的机理和规律,找出纠正和预防失效的措施。
按照失效分析工作进行的时序和主要目的,失效 分析可分为事前分析、事中分析和事后分析。 事前分析,主要采用逻辑思维方法(如故障树分 析法、事件时序树分析法、特征一因素图分析法 等),其主要目的是预防失效事件的发生。 事中分析,主要采用故障诊断与状态监测技术, 用于防止运行中的设备发生故障。 事后分析,是采用实验检测技术与方法,找出某 个系统或零件失效的原因。 通常所说的失效分析是指的事后分析。
考核方式
考试方式:开卷
成绩计算:考试成绩70%+平时成绩30%
第一章 绪论
1.1 1.2 1.3 1.4 失效与失效分析 失效分析的意义 金属构件的失效形式及失效原因 失效分析的现状与发展趋势
1.1 失效与失效分析
1. 失效——各类机电产品的机械零部件、微电子元 件和仪器仪表等以及各种金属及其它材料形成的构 件(工程上习惯地统称为零件)都具有一定的功能, 承担各种各样的工作任务,如承受载荷、传递能量、 完成某种规定的动作等。当这些零件失去了它应有 的功能时,则称该零件失效。
种失效应采取的相应措施,原有规范和标准的修订及新
标准的制定将失去科学的依据。
五、失效分析对材料科学与工程的促进作用
失效分析在近代材料科学与工程的发展史上占有 极为重要的作用,材料科学的发展史实际上是一部失 效分析史。 材料是用来制造各种产品的,它的突破往往成为 技术进步的先导。
(1)失效分析促进了材料强度与断裂学科的产生
失效分析与废品分析的区别:
涉及的专业知识、采用的思想方法及分析手段等方面,有 许多共同之处。 在分析的对象、分析的目的及判断是非的依据等方面是不同 的。 失效分析的对象是在使用中发生失效的产品,分析的主要 目的是寻找失效的原因。漏检和技术标准不合理都可能是失效 的原因。 废品分析的对象是不符合技术标准的产品及半成品。它所 讨论的问题是产品及半成品为什么不符合技术标准的要求。至 于产品的技术标准是否正确则不属于废品分析要解决的问题。
件含有过量氢而引起的脆性断裂。含过量氢的金属材料,强
度并不降低但脆性大大增加,称为氢脆。(我国李薰等人提 出) 此后,氢脆和应力腐蚀逐步发展成为材料断裂学科中另 一重大领域而被广泛重视。
目前以断裂力学(损伤力学应用于大型
构件的结构设计、强韧性校核、材料选择与剩余 寿命估算,因而成为当代材料科学发展中的重要 组成部分。这一学科的建立和发展也与机械失效 分析工作有着密切的关系。
参考资料
《金属构件失效分析》,廖景娱主编,化学工业出版 社,2003;
《失效分析—基础与应用》,孙智主编,机械工业出版 社,2005; 《机械零件失效分析与预防》,涂铭旌主编,高等教育 出版社;
《机械零件失效分析》,陈南平,清华大学出版社, 1988;
《失效分析与故障预防》,何德芳主编,冶金工业出版 社,1990。
(2)失效分析促进材料开发与工程应用
把失效分析所得到的信息反馈给冶金工业,就能促 进现有材料的改进和新材料的研制。
材料中的夹杂、合金元素的分布不良等经常会导致 材料失效,这极大地促进了冶金技术、铸造、焊接和热 处理工艺的发展。 腐蚀、磨损失效的研究,促进了表面工程这一学科 的形成与发展。现在,表面工程技术已经广泛应用于不 同的构件和材料,保证了材料的有效使用。
二、 失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高
有些产品在使用中之所以会失效,常常是由于产品 本身有缺陷,而这些缺陷在大多数情况下在出厂前是可 以通过相应的检查手段予以发现的。但是由于出厂时漏 检而进入市场,这就表明工厂的检验制度不够完善或者 检验的技术水平不够高。 产品在使用中发生的早期失效,有相当大的部分是 因为产品的质量有问题。通过失效分析,将其失效原因 反馈到生产厂并采取相应措施,将有助于产品质量的不 断提高。这一工作是失效分析和预防技术研究的重要目 的和内容。
失效 failure
零件失效包括三种情况:
(1)由于断裂、腐蚀、磨损、变形等完全丧失其功能;
例如,压力容器在运行中突然产生壳体开裂引起介质外泄或爆破,涡轮机在运转 中突然发生叶片断裂而停止运转或使整机遭到破坏。
(2)部分的失去其原有功能,虽然能够工作,但不能完 成规定功能;
例如,换热器流道变形、污垢堵塞使传热系数下降,压缩机气缸内壁腐蚀使 排出气体压力下降。
材料失效分析 Failure analysis of materials
中国石油大学 蒋淑英
课程目标
主要介绍金属装备及其构件失效与失效分 析的工程概念及相关的理论知识。
了解失效分析的方法与手段,以及各种失 效形式的失效现象、失效特点、引起失效的 原因及预防措施。
基本要求
掌握失效分析方法的科学思维、逻辑推理 方法和思路。
据美国1982年的统计表明,每年由于磨损、腐蚀和断裂
失效造成的直接经济损失3600亿美元;日本由于腐蚀失
效造成的直接经济损失4万亿日元,占当年国民经济生产 总值的3%;原西德每年因摩擦磨损失效而造成的经济损 失约100亿马克;我国机械行业因腐蚀失效造成的直接经 济损失约300亿人民币,全国估计约高达2800亿人民币。
三、 失效分析有助于分清责任和保护用户利益 对重大事故,必须分清责任。为了防止误判, 必须依据失效分析的科学结论进行处理。 对于进口产品存在的质量问题,及时地 进行失效分析,则可向外商进行索赔,以维护 国家的利益。
四、失效分析是修订产品技术规范及标准的依据
随着科学技术水平的不断提高及生产的不断发展, 要求对原有的技术规范及标准作出相应的修订。各种新 产品的试制及新材料、新工艺、新技术的引入也必须及 时制订相应的规范及标准。而这些工作的正确进行,都 需要依据产品在使用条件下所表现出来的行为来确定。 如果不了解产品服役中是如何失效的,不了解为避免此
在失效分析时应将二者区分开来。例如,在分析某 零件发生断裂的原因时,不能简单地根据该产品的某项 技术指标不符合标准要求,就作为判断失效原因的依据 。这一结论可能正确也可能完全不正确。
例:模数为7的传动齿轮,采用20CrMnTi钢制造,经渗碳淬火 并低温回火处理。技术要求是:渗碳层的硬度58 ~ 63HRC,心部硬度32~28HRC,马氏体及残余奥氏体≤4级 ,渗碳层深度为1.3~1.5mm。该齿轮在使用中发生断齿 失效,试分析断齿原因。
失效分析的巨大社会经济效益是显而易见的,它主要 表现在以下几个方面。
(1)失效将造成巨大的经济损失
据化工部对全国51个中型合成氨厂的不完全统计,
1971年到1979年,共发生受压容器重大失效事故260起, 直接损失5493.2万元。1973年到1983年全国压力容器发生 爆炸事故13起,锅炉爆炸事故957起。
20世纪80年代,我国钢产量仅为日本的三分之一,而高 速钢的消耗却为日本的三倍,其重要原因之一,就是模具用 钢不合理及模具寿命低。热挤压用模具的寿命也有类似情况 ,国内不少厂家自制模具的使用寿命仅为日本进口模具的三 分之一。除了模具的正常磨损等失效外,由于工艺原因造成 的早期断裂占了相当大的比例。
(3)提高设备运行和使用的安全性
整个强度与断裂学科的产生与发展与失效分析紧密相连。 “疲劳与疲劳极限”、“氢脆与应力腐蚀”、“断裂力学与
断裂韧度”的提出都是在失效分析的促进下完成的,这在近代材
料学科的发展中具有里程碑意义。 在19世纪初叶,频繁的火车断轴曾经给工程界造成巨大冲击 。长期在铁路部门工作的A. Wö hler(1819~1914)设计了各种疲 劳实验机,经过大量实验,提出了疲劳极限的概念并从中获得了
(3)零件虽然能够工作,也能完成规定功能,但继续 使用时,不能确保安全可靠性。
例如:锅炉和压力容器的安全阀失灵、火车或汽车的刹车失灵等。
“失效”与“事故”
要区分“失效”与“事故”,这是两个 不同的概念。事故是一种结果,其原因可能 是失效引起的,也可能不是失效引起的。同 样,失效可能导致事故的发生,但也不一定 就导致事故。
产品发生失效后,往往造成整机的破坏甚至整个企业的
生产停顿,由此将造成更大的间接损失。
(2)质量低劣、寿命短导致重大经济损失
一些量大面广的机械产品,由于质量低劣,使用寿命大 大缩短,也将造成巨大的经济损失。
齿轮、轴承、弹簧、轴及紧固件、工模具等是机械工业 的基础件。一个具体件的失效,往往并不造成多大的经济损 失,但是由于量大、涉及面广且失效频繁,由此而造成的经 济损失也十分巨大。
相关文档
最新文档