失效分析第一章ppt课件.ppt
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1、失效分析基础失效分析基础主讲教师:张荣军主讲教师:张荣军主讲教师:张荣军主讲教师:张荣军长安大学,材料科学与工程学院长安大学,材料科学与工程学院长安大学,材料科学与工程学院长安大学,材料科学与工程学院联系方式:联系方式:联系方式:联系方式: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本课程的目的本课程的目的l l机械产品在使用过程中常发生变形、断机械产品在使用过程中常发生变形、断裂、磨损、腐蚀等失效现象裂、磨损、腐蚀等失效现象l l为了防止或延缓这些失效现象,必须对为了防止或延缓这些失效现象,必须对失效现象进行分析和研究,
2、找出失效原失效现象进行分析和研究,找出失效原因并提出改进措施因并提出改进措施寒假来临,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课程主要内容课程主要内容l l失效分析的基本概念失效分析的基本概念l l失效分析基础知识失效分析基础知识l l失效分析基本方法失效分析基本方法l l静载荷作用下的断裂失效分析静载荷作用下的断裂失效分析l l疲劳断裂失效分析疲劳断裂失效分析l l磨损与腐蚀失效分析磨损与腐蚀失效分析l l金属构件加工缺陷与失效金属构件加工缺陷与失效l l实例分析实例分析寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备
3、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学时分配学时分配本课程共分为本课程共分为8章,需章,需30学时学时l l绪论、第一章绪论、第一章2学时学时l l第二章第二章 4学时学时l l第三章第三章 4学时学时l l第四章第四章 4学时学时l l第五章第五章 4学时学时l l第六章第六章 4学时学时l l第七章第七章 6学时学时l l第八章第八章 2学时学时寒假来临,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先修课程先修课程l l机械设计及理论机械设计及理论l l材料科学基础材料科学基础l l材料力学性能材料力学性
4、能l l摩擦与磨损基础知识摩擦与磨损基础知识l l腐蚀学腐蚀学l l材料加工方法材料加工方法寒假来临,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学习方法学习方法 本课程所涉及的知识面宽,知识点多本课程所涉及的知识面宽,知识点多l l注重理论联系实际的学习方法注重理论联系实际的学习方法l l注重各学科之间相互联系的学习方法注重各学科之间相互联系的学习方法l l翻阅科技文献翻阅科技文献寒假来临,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课堂要求课堂要求l l不迟到、不早退
5、不迟到、不早退,不旷课不旷课l l上课时不带手机等通讯工具上课时不带手机等通讯工具l l上课时不要吃东西上课时不要吃东西寒假来临,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考试成绩考试成绩l l课程成绩课程成绩=平时成绩平时成绩+考试成绩考试成绩70%l l平时成绩平时成绩(作业作业+点名点名+实验)共实验)共15次,次,每次每次2分,共分,共30分分l l期末考试,闭卷,期末考试,闭卷,100分分寒假来临,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第一章第一章 失效
6、分析概论失效分析概论1.1 失效的基本状况失效的基本状况1.2 失效分析基本概念失效分析基本概念1.3 失效分析基本特点失效分析基本特点1.4 失效分析的意义失效分析的意义1.5 失效分析的发展现状失效分析的发展现状 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1.1 失效的基本状况失效的基本状况l l1.1.1失效问题每时每刻都在发生,遍及各行失效问题每时每刻都在发生,遍及各行各业各业l l1.1.2失效会造成巨大的经济损失失效会造成巨大的经济损失 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
7、义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多“鑫诺二号鑫诺二号”卫卫星重约星重约5.15.1吨,设吨,设计功率计功率1 1万瓦,设万瓦,设计寿命计寿命1515年,运年,运营寿命营寿命1212年,定年,定点于东经点于东经92.292.2度度赤道上空地球同赤道上空地球同步轨道上,为中步轨道上,为中国大陆、港、澳、国大陆、港、澳、台地区直播电视、台地区直播电视、数字电视、广播数字电视、广播和数字宽带多媒和数字宽带多媒体系统等用户服体系统等用户服务。务。2006年年11月月21日发射,日发射,2007年年11月月18日指出,该卫星太阳能帆板日指出,该卫星太阳能帆板无法打开,一直不能正常工作。直接经济损
8、失无法打开,一直不能正常工作。直接经济损失20亿亿RMB,间接损,间接损失失1000亿元以上。亿元以上。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深圳深圳“太空迷航太空迷航”事事件件 2010年年6月月29日下日下午午4时许,深圳东时许,深圳东部华侨城景区太空部华侨城景区太空迷航设备发生安全迷航设备发生安全事故,造成事故,造成6死死10伤。伤。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1.1.3失效的定义失效的定义l l新华词典定义为:丧失功效或效
9、力新华词典定义为:丧失功效或效力新华词典定义为:丧失功效或效力新华词典定义为:丧失功效或效力l lGB3187-82GB3187-82定义为:产品丧失规定的功能定义为:产品丧失规定的功能定义为:产品丧失规定的功能定义为:产品丧失规定的功能l l材料大词典定义为:材料在经过某些物理、化学过程材料大词典定义为:材料在经过某些物理、化学过程材料大词典定义为:材料在经过某些物理、化学过程材料大词典定义为:材料在经过某些物理、化学过程后(如载荷作用、材料老化、温度和湿度变化)发生了尺后(如载荷作用、材料老化、温度和湿度变化)发生了尺后(如载荷作用、材料老化、温度和湿度变化)发生了尺后(如载荷作用、材料老
10、化、温度和湿度变化)发生了尺寸、形状、性能的变化而丧失了规定的功能寸、形状、性能的变化而丧失了规定的功能寸、形状、性能的变化而丧失了规定的功能寸、形状、性能的变化而丧失了规定的功能l lASM HandbookASM Handbook定义为:服役的构件出现以下三种定义为:服役的构件出现以下三种定义为:服役的构件出现以下三种定义为:服役的构件出现以下三种状态之一时即为失效:状态之一时即为失效:状态之一时即为失效:状态之一时即为失效:1.1.零件完全丧失其功能零件完全丧失其功能零件完全丧失其功能零件完全丧失其功能 2.2.部分失去其功能,虽能工作,但不能完成规定动作部分失去其功能,虽能工作,但不能
11、完成规定动作部分失去其功能,虽能工作,但不能完成规定动作部分失去其功能,虽能工作,但不能完成规定动作 3.3.能够工作,也能完成规定动作,但继续使用时不能保证能够工作,也能完成规定动作,但继续使用时不能保证能够工作,也能完成规定动作,但继续使用时不能保证能够工作,也能完成规定动作,但继续使用时不能保证安全可靠性安全可靠性安全可靠性安全可靠性寒假来临,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l l杨振国杨振国*认为:失效是指产品因微观结构和认为:失效是指产品因微观结构和外形形态发生变化而不能满意地达到规定外形形态发生变化而不能满意
12、地达到规定的功能的功能 因此,如果机械零部件由于种种原因失去因此,如果机械零部件由于种种原因失去了它应有的功能时,则称为失效。了它应有的功能时,则称为失效。也可以理解为零件的使用寿命小于其预期也可以理解为零件的使用寿命小于其预期寿命。寿命。*杨振国杨振国.论失效分析的本质及其内在关系论失效分析的本质及其内在关系.理化检验理化检验-物理分册:物理分册:20132013年全国失效分析学术会议专辑年全国失效分析学术会议专辑,2013,49(S2):1-3.,2013,49(S2):1-3.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
13、很多1.2失效分析基本概念失效分析基本概念1.2.1失效分析概述失效分析概述 失效分析是面向应用、面向工程、面向未失效分析是面向应用、面向工程、面向未来的学科,特点有二:来的学科,特点有二:(1)综合性:涉及许多学科和技术门类,呈)综合性:涉及许多学科和技术门类,呈学科交叉性;学科交叉性;(2)经济性:与国民经济发展紧密相连,应)经济性:与国民经济发展紧密相连,应用极其广泛。用极其广泛。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1.2.2失效分析的内容失效分析的内容 失效分析是对失效构件为失效分析是对失效构件为查明失效起
14、因查明失效起因并采取并采取预防措施而进行的一切技术活动。它预防措施而进行的一切技术活动。它运用各种运用各种分析仪器和方法分析仪器和方法,对失效件进行综合分析,对失效件进行综合分析,查查明失效原因,并采取措施防止同类失效的再发明失效原因,并采取措施防止同类失效的再发生,一般应包含五项内容:生,一般应包含五项内容:(1)判定失效模式判定失效模式(failure mode)(2)界定失效缺陷界定失效缺陷(failure defect)(3)鉴定失效机理鉴定失效机理(failure mechanism)(4)确定失效起因确定失效起因(failure cause)(5)提出解决对策提出解决对策(coun
15、termeasure)失效分析是确定构件的失效模式、失效缺陷、失效分析是确定构件的失效模式、失效缺陷、失效机理、失效模式与失效起因的相互关系失效机理、失效模式与失效起因的相互关系寒假来临,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l l失效模式失效模式 失效模式是指构件失效后的外观形式,即可观失效模式是指构件失效后的外观形式,即可观察的、可测量的失效的察的、可测量的失效的宏观特征宏观特征。比如,脆性断。比如,脆性断裂疲劳开裂、接触磨损等。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:根据构件失效的宏观特征,失效
16、模式应有五种:(1)变形变形(deformation)(2)断裂断裂(fracture)(3)腐蚀腐蚀(corrosion)(4)磨损磨损(wear)(5)衰减衰减(attenuation):微结构随时间、环境等微结构随时间、环境等因素渐变弱化因素渐变弱化寒假来临,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l l失效缺陷失效缺陷 是导致构件损伤或损坏的是导致构件损伤或损坏的实际缺陷实际缺陷。比如:裂纹、。比如:裂纹、腐蚀坑、磨损带、分层等腐蚀坑、磨损带、分层等l l失效机理失效机理 使构件失效所发生的物理、化学的变化过程,即使构件
17、失效所发生的物理、化学的变化过程,即失效的微观机制。比如:腐蚀模式下的电偶腐蚀、失效的微观机制。比如:腐蚀模式下的电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶界腐蚀、点蚀等缝隙腐蚀、晶界腐蚀、点蚀等l l失效起因失效起因 促使失效机理起作用的主要因素。比如:超载、促使失效机理起作用的主要因素。比如:超载、疲劳载荷、电极电位差、微动摩擦等疲劳载荷、电极电位差、微动摩擦等寒假来临,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l lTitanic的失效模式、机理、缺陷与起因的关系的失效模式、机理、缺陷与起因的关系 Titanic是是20世纪初世界上最大的豪华游
18、轮。世纪初世界上最大的豪华游轮。它长它长260m、宽、宽28m、高、高51m、吨位、吨位46328t,可载客可载客3000多人,总耗资多人,总耗资7500万英镑。船体万英镑。船体设计采用了双壳层和十六个相互隔离的水密舱设计采用了双壳层和十六个相互隔离的水密舱等安全措施,因而当时被认为是一艘等安全措施,因而当时被认为是一艘“永不沉永不沉没的没的”巨轮。巨轮。1912年年4月月10日从英国南安普顿出发前往纽约,日从英国南安普顿出发前往纽约,航速航速22节,节,4月月14日晚日晚11:40分在北大西洋与大分在北大西洋与大冰山相撞,冰山相撞,2小时小时47分后就沉没了。分后就沉没了。船上共有船上共有2
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