失效学与失效分析

率
期
耗 损 失 效
期 偶然失效期
规定的失效率
使用时间
注：按产品使用过程的失效形式
失效分析的概念
概念：通常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，也 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， 弄清楚失效的机理和规律，找出纠正和预 防失效的措施。
3）集中监控中心
监控系统失效原因分析
人员，消防监控设施的设置不受重视，目光短 浅
监控系统本身的问题：质量达不到要求，监控 系统设备多样，标准不统一，设置不全，甚至 个别消防监控设施无法开通使用。
环境问题：监控系统本身的技术非常先进，但 是由于监控系统的运行环境问题，包括监测的 目标对象、
消防监控在设施定位、产品选择、功能发挥等 诸方面存在问题。
3、终端显示系统：DVR硬盘录像系统、视 频矩阵、画面处理器、切换器、分配器
定点监控系统、全方位监控系统
城市消防监控系统
1）火灾探测器。气体传感器、温度传感器、 烟雾传感器等传感器
2)火灾报警控制器。主要完成监控现场数据 接收与显示，温度、可燃气体浓度、固体 颗粒浓度、光辐射强度等参数的实时监控， 数据的存储、查询、备份
工作
我国的失效分析工作
1、认真总结经验，积极开展交流活动 2、建立我国的失效分析组织机构和开展基
础研究工作 3、开展失效分析专门人才的培养工作 4、建立失效分析数据库和网络
监控系统
狭义的监控系统是指由前端监视设备、传 输设备、后端控制显示设备三部分组成的 电视监控系统。
广义的监控系统应该是指包括所有机器、 设备安全运行在内的一切监控系统。
……
Thank you
监控，不仅能够检测异常，还要能够在一 定范围内控制突发事件的发生，防止人员 伤亡和财产损失。
监控系统的组成
数据采集子系统 数据传输子系统 数据处理子系统 集中控制子系统
视频监控系统
1、前端采集系统：摄像机、镜头、云台、 智能球形摄像机
2、视频传输系统：传输线缆、光纤传输、 同轴电缆传输、无线传输
失效学与失效分析
刘霞
2011年7月6日
失效学基本概念
失效的概念 失效的类型 失效分析的概念 失效分析的分类 失效的分析思路 国内外失效分析的现状
失效的概念
英文为“failure” 意指达不到预期的或需要的功能或不足，
按词义可译为“失灵”、“失事”、“故 障”、“不足”等。 1980年12月召开的中国机械工程学会机械 产品失效分析会议上，我国学者正式确定 为“失效”
区别：“失效”与“事故”不同。
事故是指一种后果，它可以是由于“失效” 引起，也可能是其他原因造成的。
零件失效的类型
1.零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从 而完全丧失其功能。
2.零件在外部环境作用下，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，如由于磨损导致尺寸超差等。
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。
国外的失效分析工作
1.建立了比较完整的失效分析机构：
德国：失效分析中心，联邦及州立的材料检验中心 日本：国立的失效分析研究机构 美国：失效分析中心，遍布全国各个部分，政府、大公司、 大学
2.制定失效分析文件、事故档案及数据库 3.大力培养失效分析专门人才 4.大力开展失效分析技术基础的研究工作 5.大力开展失效分析及预防监测手段的研究
操作人员情况、环境情况（产品在使用状 态下的环境条件）、设备情况、管理情况
系统工程的分析方法
故障树分析法（FTA法） 特征—因素图分析法 事件时序树分析法（ETA）法 故障率预测法 失效模式及后果分析法（FMEA法） 模糊数学分析法 ……
失效分析的步骤
1、现场调查 2、收集背景材料 3、技术参量复验 4、深入分析研究 5、综合分析归纳，推理判断提出初步结论 6、重复性试验或证明试验 7、撰写失效分析报告
失效的来源
1、设计上的问题 2、材料选择上的缺点 3、加工制造及装配中存在的问题 4、不合理的服役条件
零件失效形式的分类ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ准
1.产品失效后的外部形态
零 件
2.失效的诱发因素
失
3.产品的使用过程
效 的
4.从经济法的观点
形
5.失效的模式、
式
6.失效零件的类型
……
浴盆曲线
早
失
期
使用寿命
失
效
效
失效分析是一门综合性的质量系统工程，
是一门解决材料、工程结构、系统组元等 质量问题的工程学。
材
力
料
学
知
失效
知
识
分析
识
化学知识
“失效分析”与“废品分析”
分析对象不同
失效分析：使用中发生失效的产品。 废品分析：不符合技术标准的产品及半成
品。
失效分析的分类
按失效分析工作进行的时序（在失效的前后） 和主要目的，分为事前分析、事中分析、事后 分析
另外，尽可能采用比较方法、历史方法、 逻辑方法、实际分析时抓住关键问题
失效分析思路
1.相关性分析
从失效现象寻找失效原因
2.系统工程 3.数理统计
相关性分析的方法
根据失效件制造的全过程及使用条件的分 析
根据产品失效形式及失效模式分析 “四M”分析
“四M”分析法
将Man（人）、Machine（机器设备）、和 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。
事前分析：采用逻辑思维方法（如故障树分析 法、事件时序树分析法和特征—因素图分析发 等）。目的，预防失效事件的发生
事中分析：采用故障诊断与状态检测技术，用 于防止运行中的设备发生故障。
事后分析：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。
失效分析的原则
1、整体观念原则 2、从现象到本质原则 3、动态原则 4、一分为二原则（二分法原则） 5、纵横交汇原则（立体性原则）