(4.1)--2.1-失效分析思路和方法.pdf

第2章 失效分析的思路和程序2.1 失效分析思路与方法失效分析思路是以构件失效的规律为理论依据，把通过调查、观察、检测和实验所获得的失效信息分别加以考察，然后有机结合起来作为一个统一整体进行综合分析。掌握并运用正确的分析思路，才可能对失效事件有本质的认识，减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性，大大提高工作的效率和质量。因此，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。一、失效过程的特点（1）不可逆性 任何一个构件失效过程都是不可逆过程，因此，构件的具体失效过程是无法完全再现的，任何模拟再现试验都不可能完全代替构件的实际失效过程。（2）有序性 构件失效的任一失效类型，客观上都有一个或长或短、或快或慢的发展过程，一般要经过起始状态、中间状态、完成状态三个阶段。2.1 失效分析思路与方法一、失效过程的特点（3）不稳定性 除了起始状态和完成状态这两个状态比较稳定之外，中间状态往往是不稳定的，可变的，甚至不连续的，不确定的因素较多。（4）积累性 任何构件失效，对该构件所用的材料而言是一个累积损伤过程，当总的损伤量达到某一临界损伤量时，失效便随之暴露。2.1 失效分析思路与方法二、失效原因的特点（1）必要性 不论何种构件失效的累积损伤过程，都不是自发的过程，都是有条件的即有原因的。（2）多样性和相关性 构件失效过程常常是由多个相关环节发展演变而成的，瞬时造成的失效后果往往是多环节事件(原因)而酿成的。（3）可变性 有的原因可能在失效全过程中发挥作用，有的原因则只在失效过程的某一进程发生作用，可能随机性的出现或不连续性的存在。2.1 失效分析思路与方法1.整体观念原则设备失效要考虑的对象不仅仅是设备，要把设备环境人当作一个系统来考虑。（1）失效构件与邻近非失效构件之间的关系（2）失效构件与周围环境的关系（3）失效构件与操作人的各种关系大胆设想设备能出哪些问题，可能与环境发生哪些问题，人为因素能造成哪些问题，逐个列出失效因素，对照调查、检测、试验，再逐个排除，特别是大型构件更要如此。三、失效分析的基本原则2.1 失效分析思路与方法2.动态性原则位置机械产品对周围的环境相对运动变化之中条件构件失效是动态发展的结果。即便是存放在仓库的新产品也要认为在动态中，内部受力条件会变化，外部温度、介质会变化，产品本身的某些因素也会变化（比如某元素随时间发生偏聚、亚稳组织发生转变等）。在失效分析时，应将这些变化条件考虑进去。2.1 失效分析思路与方法3.立体性原则即失效分析要从多方位综合考虑问题，采用逻辑维、时间维及知识维三维方法。逻辑维即从构件规划、设计、制造、安装直至使用来思考问题；时间维即按分析程序的先后，调查、观察、检测、试验直至结论；知识维则要全面应用管理学知识、心理学知识及失效分析知识。2.1 失效分析思路与方法5.从现象到本质的原则许多失效表现出一定的现象，如一个断口出现贝壳花样；又知道其承受交变载荷，就可认定失效类型是疲劳，但还要进一步弄清为什么会发生疲劳失效，找出原因才是本质。4.两分法原则失效分析中对任何事物、事件都要一分为二地看问题，不能盲信，名牌、进口产品也会失效，也会出现设计不当、材料问题、加工问题等。2.1 失效分析思路与方法2.1 失效分析思路与方法四、几种常用的逻辑推理方法(1)归纳推理(2)演绎推理(3)类比推理(4)选择性推理(5)假设性推理注意：推理的前提必须有客观事实性；推理是逻辑手段，推论只能为失效分析提供参考、线索与方向，不能作为证据。2.1 失效分析思路与方法五、相关性分析的思路与方法用于具体的零部件或者不太复杂的设备系统的失效分析，是从失效现象寻找失效原因或“顺藤摸瓜”的分析思路。1、按失效零件制造全过程和使用条件进行分析（1）审查设计包括对使用条件估计不足，标准选用不当，设计判据不准，结构不合理（如高应力区有缺口，截面变化太陡，缺口或倒角半径过小等）及技术要求过低（如表面加工质量要求过低）等。2.1 失效分析思路与方法（2）材料分析选用不当热处理不合理成分不合格材料夹杂物超标导致失效产生组织不合要求材料各向异性冶金缺陷2.1 失效分析思路与方法（3）加工制造缺陷铸造缺陷锻造缺陷焊接缺陷缺陷冷加工缺陷导致失效产生碰伤表面缺陷腐蚀表面缺陷装配不当缺陷2.1 失效分析思路与方法（4）使用和维护情况分析超载超温超速问题频繁启动停车导致失效产生润滑问题冷却问题保养问题2、根据产品的失效形式进行分析(常用）根据产品的具体失效表现形式确定失效模式进一步分析导致失效的内因和外因找出失效原因（重点）2.1 失效分析思路与方法3、“四 M”分析思路及方法（人、设备、环境、管理，复杂系统）(1)Man 操作人员的情况分析工作态度责任心大小玩忽职守人主观臆断造成失效违章操作缺乏经验反映迟钝技术低能2.1 失效分析思路与方法(2）Media 环境产品使用状态下的环境情况分析载荷状态变化载荷大小变化载荷方向变化环境周围温度导致失效周围湿度周围尘埃腐蚀介质2.1 失效分析思路与方法2.1 失效分析思路与方法（3）Machine 设备情况分析结构设计分析材料的选择设备加工制造水平造成失效安装水平运输保护措施2.1 失效分析思路与方法(4）Management 管理情况分析作业程序保护措施管理辅助工作造成失效使用工具维护保养四M分析法又称撒大网式的逐个因素分析法，思路宽，不易丢失可能的因素，但工作量大，主要用于大型的重大事故分析。2.1 失效分析思路与方法六、系统工程的分析思路及方法系统工程：将设备或系统和人当作一个统一体，运用数学方法和计算机将失效原因-结果之间的逻辑关系连接起来。1、故障树分析法用树状图对系统进行演绎分析，从所定义的“不希望事件”开始，在给定的边界条件下，按系统失效的规律，分析系统的硬件故障、人为差错、环境影响等。2.1 失效分析思路与方法工作程序：a）确定不希望发生的事件（上端事件）b）对设备的设计、制造、维护、使用等技术资料进行分析c）合成故障树d）求出上端事件发生的必要充分条件e）收集计算时必要的故障率数据f）计算上端事件发生的概率g）对基本事件的重要性作出评价h）分析计算结果，提出改进措施2.1 失效分析思路与方法2.1 失效分析思路与方法2、特征因素法将产品或系统的失效作为结果（特征），以导致产品或系统失效的诸因素作为原因（因素），绘出图形，通过图形分析，从多而复杂的失效因素中找出失效的主要原因。2.1 失效分析思路与方法谢谢大家！