3失效分析基本思路方法与程序
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第三讲 失效分析基本思路方法与程序
2. 失效分析的一般程序
3.2 失效分析的一般程序
• 调查现场失效信息 • 初步确定肇事失效件 • 确定具体分析思路和工作程序 • 初步判断肇事失效件的失效模式 • 查找失效的原因 • 综合分析 • 模拟再现 • 形成失效分析报告
3.2 失效分析的一般程序
失效分析基础
陶春虎
中国航空工业集团公司失效分析中心
第三讲 失效分析基本思路方法与程序
1. 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线
失效分析思路是指在思想中以机械失效的规律（即宏观表 象特征和微观过程机理）为理论依据，把通过调查、观察 和实验获得的失效信息（失效对象、失效现象、失效环境） 分别加以考察，然后有机结合起来作为一个统一整体进行 全过程考察，以获取的客观事实为证据，全面应用逻辑推 理综合分析的方法 ，来判断失效事件的失效模式，并推断 失效原因。
3.2 失效分析的一般程序 3 确定具体分析思路和工作程序
• 如果历史上曾经发生过类似的失效事件，应 按类比推理的思路和程序进行分析；
• 对首次发生的失效事件，应按逻辑推理的思 路和程序进行分析。
3.2 失效分析的一般程序
4 初步判断肇事件的失效模式
• 根据失效的宏微观特征、痕迹特征、结构特 点、材料特性、环境条件、工作原理和受力 状态等信息，分析确定失效的模式。
3.1 失效分析基本思路方法
逻辑推理的分析思路
• 逻辑推理是从已有的知识推出未知的知识，从一个或几个 已知的判断推出另一个新的判断的思维过程
• 逻辑推理方法：演绎推理、归纳推理、类比推理 • 逻辑推理的思路，是以真实的失效信息事实为前提，根据
已知的机械失效规律性的（理论的）知识和已知的判断， 通过严密的、完整的逻辑思考，推断出机械失效的模式、 过程和原因的思路 • 可以作为指导失效分析全过程的思维路线
失效分析思路的作用和意义
•在科学的分析思路指导下，才能制定出正确的分析程序 •在正确的分析思路指导下，才能查明失效原因 •有正确的分析思路指导，才能确定分析方向、明确分析
范围，阐明推断失效过程
失效分析思路不仅是失效分析学科的重要 组成部分，而且是失效分析的灵魂。
3.1 失效分析基本思路方法
产品生产过程中的失效分析
•失效性质； •危害性后果分析； •涉及范围分析； •原因分析； •可检测性分析； •预防和改进措施及效果；
3.1 失效分析基本思路方法
思考途径的方向
• 机械失效的完成过程状态呈现失效过程的总的结果 • 失效分析常常是先判断失效模式，后查找失效原因 • 尽量把失效过程的起始状态作为分析重点
3.1 失效分析基本思路方法
3.2 失效分析的一般程序 5 查找失效原因
• 根据失效模式所指明的方向，围绕失效模式 所涉及的原因，从内因和外因两方面查找。
3.1 失效分析基本思路方法
失效性质
•断裂 •腐蚀 •裂纹 • 工艺缺陷 • 冶金缺陷 •其他
3.1 失效分析基本思路方法
危害性后果及范围
• 是否会导致事故 • 在线产品 • 入库产品 • 装机产品（是否需要返厂） • 有无批次性问题 • 偶发性因素 • 可检性（外场可检性）
3.1 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
原因分析－－工艺环节
1. 确定失效过程 2. 2. 初步确定导致失效的可能工艺环节 3. 必要的计算与试验验证 4. 综合分析 5. 改进措施分析
3.1 失效分析基本思路方法
现代失效分析的逻辑推理
1. 措施要有针对性 2. 考虑工艺成熟性 3. 高度关注改进可能带来的负面效果
1 调查现场失效信息
• 整个失效分析工作的基础和前提； • 一般以失效现场为出发点，通过观察和现场实验
等手段，全面、系统和客观地收集失效对象、失 效现象和失效环境等失效信息。 • 调查时应作好必要的记录和照相，必要时，还需 反复调查。
3.2 失效分析的一般程序
2 初步确定肇事失效件
• 根据失效系统的结构特点、工作原理和相关的 痕迹特征、失效件的失效特征，运用逻辑推理 的思维方法，确定肇事失效件。
• 人、机、料、法、环、技术等六个方面全面查找。 • 缺点：耗时耗力、重点不突出。 • 优点：有利于全面改进。 • 一般很少采用，是一种没有办法的办法。
3.1 失效分析基本思路方法
故障树分析思路
• 最早用于可靠性分析 • 从结果到原因描绘事件 • 图形演绎分析方法 • 故障事件在一定条件下的逻辑推理方法 • 关键是建造准确的故障树，不得有遗漏
思考途径的方向
• 顺藤摸瓜 • 顺藤找根 • 顺瓜摸藤 • 顺根摸藤 • 顺瓜摸藤+顺藤找根 • 顺根摸藤+顺藤摸瓜 • 顺藤摸瓜+顺藤找根
3.1 失效分析基本思路方法
几种典型的失效分析Hale Waihona Puke Baidu路
• 撒大网逐个因素排除的思路 • 故障树分析思路 • 逻辑推理的思路
3.1 失效分析基本思路方法
撒大网逐个因素排除的思路
原因分析
设计
（主要针对新产品，如斯贝发动机主机零部件， 一般与设计的关系不大）
工艺 材料 以上之间的综合
设计是根本，原因分析应立足设计改进
3.1 失效分析基本思路方法
原因分析－－工艺环节
1. 工艺链的薄弱环节 2. 工艺过程难以控制的环节（特殊工艺） 3. 工艺变更情况 4. 失效过程与工艺环节的关系
效表现及特征 • 微观失效特征 • 模拟试验时出现的有关失效特征 • 文献资料上记载的同类失效特征
3.1 失效分析基本思路方法
失效环境
• 介质环境（整机环境、局部环境、具体环境） • 应力环境（包括载荷种类、大小、振动、噪声等） • 温度环境 • 其他环境（如湿度、辐照等）
3.1 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
失效对象
• 当前失效件－－在机械失效现场调查获得的失效件 • 潜在失效件－－在役或返修中的与当前失效件相同型号的 并且履历相似的机件 • 过去失效件－－历史上曾发生过的与当前失效件同一型号 的类似失效件
3.1 失效分析基本思路方法
失效现象
• 机械失效现场调查收集到的各种有关失效的宏观表现及特征 • 实验室分解检查观察和实验得到的各种宏观显性和隐性的失
第三讲 失效分析基本思路方法与程序
2. 失效分析的一般程序
3.2 失效分析的一般程序
• 调查现场失效信息 • 初步确定肇事失效件 • 确定具体分析思路和工作程序 • 初步判断肇事失效件的失效模式 • 查找失效的原因 • 综合分析 • 模拟再现 • 形成失效分析报告
3.2 失效分析的一般程序
失效分析基础
陶春虎
中国航空工业集团公司失效分析中心
第三讲 失效分析基本思路方法与程序
1. 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线
失效分析思路是指在思想中以机械失效的规律（即宏观表 象特征和微观过程机理）为理论依据，把通过调查、观察 和实验获得的失效信息（失效对象、失效现象、失效环境） 分别加以考察，然后有机结合起来作为一个统一整体进行 全过程考察，以获取的客观事实为证据，全面应用逻辑推 理综合分析的方法 ，来判断失效事件的失效模式，并推断 失效原因。
3.2 失效分析的一般程序 3 确定具体分析思路和工作程序
• 如果历史上曾经发生过类似的失效事件，应 按类比推理的思路和程序进行分析；
• 对首次发生的失效事件，应按逻辑推理的思 路和程序进行分析。
3.2 失效分析的一般程序
4 初步判断肇事件的失效模式
• 根据失效的宏微观特征、痕迹特征、结构特 点、材料特性、环境条件、工作原理和受力 状态等信息，分析确定失效的模式。
3.1 失效分析基本思路方法
逻辑推理的分析思路
• 逻辑推理是从已有的知识推出未知的知识，从一个或几个 已知的判断推出另一个新的判断的思维过程
• 逻辑推理方法：演绎推理、归纳推理、类比推理 • 逻辑推理的思路，是以真实的失效信息事实为前提，根据
已知的机械失效规律性的（理论的）知识和已知的判断， 通过严密的、完整的逻辑思考，推断出机械失效的模式、 过程和原因的思路 • 可以作为指导失效分析全过程的思维路线
失效分析思路的作用和意义
•在科学的分析思路指导下，才能制定出正确的分析程序 •在正确的分析思路指导下，才能查明失效原因 •有正确的分析思路指导，才能确定分析方向、明确分析
范围，阐明推断失效过程
失效分析思路不仅是失效分析学科的重要 组成部分，而且是失效分析的灵魂。
3.1 失效分析基本思路方法
产品生产过程中的失效分析
•失效性质； •危害性后果分析； •涉及范围分析； •原因分析； •可检测性分析； •预防和改进措施及效果；
3.1 失效分析基本思路方法
思考途径的方向
• 机械失效的完成过程状态呈现失效过程的总的结果 • 失效分析常常是先判断失效模式，后查找失效原因 • 尽量把失效过程的起始状态作为分析重点
3.1 失效分析基本思路方法
3.2 失效分析的一般程序 5 查找失效原因
• 根据失效模式所指明的方向，围绕失效模式 所涉及的原因，从内因和外因两方面查找。
3.1 失效分析基本思路方法
失效性质
•断裂 •腐蚀 •裂纹 • 工艺缺陷 • 冶金缺陷 •其他
3.1 失效分析基本思路方法
危害性后果及范围
• 是否会导致事故 • 在线产品 • 入库产品 • 装机产品（是否需要返厂） • 有无批次性问题 • 偶发性因素 • 可检性（外场可检性）
3.1 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
原因分析－－工艺环节
1. 确定失效过程 2. 2. 初步确定导致失效的可能工艺环节 3. 必要的计算与试验验证 4. 综合分析 5. 改进措施分析
3.1 失效分析基本思路方法
现代失效分析的逻辑推理
1. 措施要有针对性 2. 考虑工艺成熟性 3. 高度关注改进可能带来的负面效果
1 调查现场失效信息
• 整个失效分析工作的基础和前提； • 一般以失效现场为出发点，通过观察和现场实验
等手段，全面、系统和客观地收集失效对象、失 效现象和失效环境等失效信息。 • 调查时应作好必要的记录和照相，必要时，还需 反复调查。
3.2 失效分析的一般程序
2 初步确定肇事失效件
• 根据失效系统的结构特点、工作原理和相关的 痕迹特征、失效件的失效特征，运用逻辑推理 的思维方法，确定肇事失效件。
• 人、机、料、法、环、技术等六个方面全面查找。 • 缺点：耗时耗力、重点不突出。 • 优点：有利于全面改进。 • 一般很少采用，是一种没有办法的办法。
3.1 失效分析基本思路方法
故障树分析思路
• 最早用于可靠性分析 • 从结果到原因描绘事件 • 图形演绎分析方法 • 故障事件在一定条件下的逻辑推理方法 • 关键是建造准确的故障树，不得有遗漏
思考途径的方向
• 顺藤摸瓜 • 顺藤找根 • 顺瓜摸藤 • 顺根摸藤 • 顺瓜摸藤+顺藤找根 • 顺根摸藤+顺藤摸瓜 • 顺藤摸瓜+顺藤找根
3.1 失效分析基本思路方法
几种典型的失效分析Hale Waihona Puke Baidu路
• 撒大网逐个因素排除的思路 • 故障树分析思路 • 逻辑推理的思路
3.1 失效分析基本思路方法
撒大网逐个因素排除的思路
原因分析
设计
（主要针对新产品，如斯贝发动机主机零部件， 一般与设计的关系不大）
工艺 材料 以上之间的综合
设计是根本，原因分析应立足设计改进
3.1 失效分析基本思路方法
原因分析－－工艺环节
1. 工艺链的薄弱环节 2. 工艺过程难以控制的环节（特殊工艺） 3. 工艺变更情况 4. 失效过程与工艺环节的关系
效表现及特征 • 微观失效特征 • 模拟试验时出现的有关失效特征 • 文献资料上记载的同类失效特征
3.1 失效分析基本思路方法
失效环境
• 介质环境（整机环境、局部环境、具体环境） • 应力环境（包括载荷种类、大小、振动、噪声等） • 温度环境 • 其他环境（如湿度、辐照等）
3.1 失效分析基本思路方法
3.1 失效分析基本思路方法
失效对象
• 当前失效件－－在机械失效现场调查获得的失效件 • 潜在失效件－－在役或返修中的与当前失效件相同型号的 并且履历相似的机件 • 过去失效件－－历史上曾发生过的与当前失效件同一型号 的类似失效件
3.1 失效分析基本思路方法
失效现象
• 机械失效现场调查收集到的各种有关失效的宏观表现及特征 • 实验室分解检查观察和实验得到的各种宏观显性和隐性的失