失效分析思路方法和基本程序

1、第三章失效分析思路方法和基本程序3.1失效分析的思想方法1整體觀念原則設(shè)備失效要考慮的對(duì)象不僅僅是設(shè)備，要把設(shè)備壞境一人當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)來考慮a. 失效構(gòu)件與鄰近非失效構(gòu)件之間的關(guān)系b. 失效構(gòu)件與周圍環(huán)境的關(guān)系c. 失效構(gòu)件與操作人的各種關(guān)系人膽設(shè)想可能與環(huán)境發(fā)生哪些問題，逐個(gè)列出失效因素，對(duì)照調(diào)查，檢測(cè)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)再 逐個(gè)排除，特別是大型構(gòu)件更要如此.2. 從現(xiàn)彖到本質(zhì)的原則失效的表現(xiàn)是現(xiàn)彖原因才是本質(zhì)許多失效表現(xiàn)出一定的現(xiàn)彖，如一個(gè)斷門出現(xiàn)貝殼花樣；又知道其承受交變載荷，就 可認(rèn)定失效類型是疲勞，但還要進(jìn)一步弄清為什么會(huì)發(fā)生疲勞失效，找出原因才是本質(zhì)。3. 動(dòng)態(tài)原則位置機(jī)械產(chǎn)品對(duì)周圍的環(huán)境相對(duì)

2、運(yùn)動(dòng)變化之中條件設(shè)計(jì)參量和操作工藝指標(biāo)只能是一個(gè)分析的參考量。甚至存放在倉庫的新產(chǎn)品也要認(rèn) 為在動(dòng)態(tài)中。內(nèi)部受力條件會(huì)變化，外部溫度、介質(zhì)會(huì)變化，產(chǎn)品本身的某些因素也會(huì)變化。4. 兩分法原則好的方面任何事物、事件一分為二不好的方面失效分析中對(duì)任何事物、事件都要一分為二，名牌、進(jìn)門和質(zhì)量好的產(chǎn)品也會(huì)失效，也 會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)或材料問題。5. 立體原則客觀事物在不同的時(shí)空范圍內(nèi)是變化的久對(duì)同一設(shè)備在不同的服役階段或不同的壞境就會(huì)具有不同的性質(zhì)。b.同一工況條件構(gòu)件的不同部位也會(huì)產(chǎn)生不同的失效模式失效分析要多方位綜合考慮問題。6. 比較方法、歷史方法、邏輯方法失效與已失效系統(tǒng)進(jìn)行比較，依賴過去失效資料

3、積累分析，分析比較綜合歸納作出判斷和 推類。3.2相關(guān)性分析的思路及方法1按失效零件制造全過程和使用條件進(jìn)行分析（1）審查設(shè)計(jì)使用條件設(shè)計(jì)包扌舌標(biāo)準(zhǔn)選用導(dǎo)致零件失效設(shè)計(jì)判據(jù)條件（估計(jì)不足）高應(yīng)力區(qū)缺陷標(biāo)準(zhǔn) （選用不當(dāng)）截面變化太陡判據(jù)（不準(zhǔn)）倒角過小表面質(zhì)量過低（2）材料分析選用不當(dāng) 熱處理不合理 成分不合格材料夾雜物超標(biāo) 組織不合要求 材料各向異性 冶金缺陷導(dǎo)致失效產(chǎn)生（3）加工制造缺陷鑄造缺陷 鍛造缺陷 焊接缺陷缺陷冷加工缺陷碰傷表面缺陷腐蝕表面缺陷裝配不當(dāng)缺陷導(dǎo)致失效產(chǎn)生（4）使用和維護(hù)情況分析超載超溫超速問題頻繁啟動(dòng)停車 潤滑問題 冷卻問題 保養(yǎng)問題導(dǎo)致失效產(chǎn)生2 根據(jù)產(chǎn)品的失效形式及

4、機(jī)械模式進(jìn)行分析根據(jù)產(chǎn)品的失效表現(xiàn)形式進(jìn)一步分析失效模式分析導(dǎo)致失效的內(nèi)因和外因找出失效原因（后面詳細(xì)講解）3.“四M”分析思路及方法1） man人操作人員的情況分析工作態(tài)度 貴任心大小 玩忽職守人主觀臆斷造成失效違章操作缺乏經(jīng)驗(yàn)反映遲鈍技術(shù)低能2） Media環(huán)境產(chǎn)品使用狀態(tài)卞的環(huán)境情況分析載荷狀態(tài)變化壞境3 ） Machine設(shè)備情況分析4） Management管理情況分析管理3.3系統(tǒng)工程的分析思路及方法 1.復(fù)雜系統(tǒng)除常規(guī)影響因素外載荷人小變化 載荷方向變化 周圍溫度 周圉濕度 周I制塵埃 腐蝕介質(zhì)分析材料的選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 加工制造水平安裝水平 運(yùn)輸保護(hù)措施作業(yè)程序 保護(hù)措施 輔助工作

5、 使用工具 維護(hù)保養(yǎng)導(dǎo)致失效造成失效造成失效還有人的因素和軟件因素，用相關(guān)性及物理檢測(cè)無法解決，必須采用系統(tǒng)工程來解決。系統(tǒng)工程：設(shè)備或系統(tǒng)和人當(dāng)作一個(gè)統(tǒng)一體，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)將失效原因結(jié)果之 間的邏輯關(guān)系連接起來。2.失效系統(tǒng)工程分析法類型故障樹分析法特征因素法故障時(shí)序數(shù)法故障頻率預(yù)測(cè)法失效模式及后果分析法模糊數(shù)學(xué)分析法3.故障樹分析法故障樹分析法：60年代以來迅速發(fā)展的系統(tǒng)可靠性分析方法，這種方法用樹狀圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 演繹分析，從所定義的“不希望事件”開始，在給定的邊界條件下,按系統(tǒng)失效的規(guī)律，分析到系 統(tǒng)的硬件故障、人為差錯(cuò)、環(huán)境影響等。通過故障樹可以把系統(tǒng)故障的有關(guān)因素聯(lián)系起來進(jìn) 行

6、分析，便于找出系統(tǒng)的薄弱壞節(jié)和故障譜,還可定量地求出系統(tǒng)的失效概率及其他可靠性參 量，為評(píng)估與改善系統(tǒng)可靠性提供定量數(shù)據(jù)。1）概念 分析的設(shè)備系統(tǒng)（正常或失效）組成設(shè)備的零件組元零件的工作狀態(tài)參數(shù)（完好或失效） 分析各種事件（系統(tǒng)組元的狀態(tài)變化）的邏輯關(guān)系（失效事件），找出失效原因具體a）查明與失效事件有關(guān)的所有原因b）利用樹型圖把分析過程和結(jié)果表示出來c）計(jì)算出系統(tǒng)失效的概率2）工作程序a）確定不希望發(fā)生的爭件（上端事件）b）對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、使用等技術(shù)資料進(jìn)行分析c）合成故障樹d）求出上端事件發(fā)生的必要充分條件e）收集計(jì)算時(shí)必要的故障率數(shù)據(jù)f）計(jì)算上端事件發(fā)生的概率g）對(duì)基本事件的

7、重要性作出評(píng)價(jià)h）分析計(jì)算結(jié)果，提出改進(jìn)措施e）爭件符合上端事件：不希望出現(xiàn)的或待分析的爭故結(jié)果事件，故障樹最上端，不再發(fā)展。中間事件：上端的輸入，基本事件的輸出，表示由其他事件引起的某一事件。基本事件：故障樹的基本原因，不能進(jìn)一步展開。5）故障樹分析法的應(yīng)用a）用于事后分析：分析故障產(chǎn)生的原因b）用于事前分析：進(jìn)行系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)和診斷。找出系統(tǒng)的薄弱壞節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，隨著系統(tǒng)工程，可靠性工程 和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建立故障診斷專家系統(tǒng)并投入應(yīng)用。3.4數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析思路及方法1）不是研究單個(gè)失效的問題，而是某類產(chǎn)品的一批在某個(gè)時(shí)間內(nèi)失效的規(guī)律。例：履帶車軸扭力軸斷裂原因分析斷裂為疲勞斷裂

8、，斷裂源齒根部。2）影響因素： 加工質(zhì)量（齒根園角半徑過?。?熱處理不良（硬度低、脫碳、夾雜物）3）計(jì)算：用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中的多重秩和顯著性檢驗(yàn)法計(jì)算結(jié)果如卞： 園角半徑H1-1.39 硬 度HHRC= 0.02 根本原因r過小 脫碳深度Hli=0.3433.5失效分析的任務(wù)和程序機(jī)械產(chǎn)品及零部件常見的失效類型包括變形失效、損傷失效和斷裂失效三大類。機(jī)械產(chǎn)品及零部件的失效是一個(gè)由損傷（裂紋）萌生、擴(kuò)展（枳累）直至破壞的發(fā)展過 程。不同失效類型其發(fā)展過程不同，過程的各個(gè)階段發(fā)展速度也不相同。例如疲勞斷 裂過程一般較長，發(fā)展速度較慢,而解理斷裂失效過程則很短，速度很快,等等。1. 壽命特性曲線“浴盆曲

9、線”（1）早期失效是在使用初期，由于設(shè)計(jì)和制造上的缺陷而誘發(fā)的失效。因?yàn)槭褂贸跗? 容易暴露上述缺陷而導(dǎo)致失效,因此失效率往往較高，但隨著使用時(shí)間的延長,其失效 率則很快下降。假若在產(chǎn)品出廠前即進(jìn)行旨在剔除這類缺陷的過程，則在產(chǎn)品正式使 用時(shí)，便可使失效率大體保持恒定值。（2）隨機(jī)失效在理想的情況卞，產(chǎn)品或裝備發(fā)生損傷或老化之前，應(yīng)是無“失效”的。 但是由于環(huán)境的偶然變化、操作時(shí)的人為差錯(cuò)或者由于管理不善，仍可能產(chǎn)生隨機(jī)失 效或稱偶然失效。偶然失效率是隨機(jī)分布的，其很低而且基本上是恒定的。這一時(shí)期 是產(chǎn)品最佳工作時(shí)間。（3）耗損失效又稱損傷累積失效。經(jīng)過隨機(jī)失效期后，產(chǎn)品中的零部件已到了壽命后

10、 期，于是失效開始急劇增加，這種失效叫做耗損失效或損傷累積失效。如果在進(jìn)入耗損 失效期之前進(jìn)行必要的預(yù)防維修,它的失效率仍町保持在隨機(jī)失效率附近，從而延長 產(chǎn)品的隨機(jī)失效期。2. 失效分析的任務(wù)總?cè)蝿?wù)就是不斷降低產(chǎn)品或裝備的失效率，提高可靠性，防止重人失效事故的發(fā)生，促 進(jìn)經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)來看，失效分析的具體任務(wù)可歸納為：失效性質(zhì)的判斷；失效原因的分析； 采取措施,提高材料或產(chǎn)品的失效抗力。3. 失效分析的程序_保護(hù)失效現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)失效現(xiàn)場(chǎng)的一切證據(jù)，維持原狀、完整無缺和真實(shí)不偽，是保證失效分析得以順利 有效地進(jìn)行的先決條件。失效現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)范I制視機(jī)械設(shè)備的類型及其失效發(fā)生的

11、范 圍而定。二失效現(xiàn)場(chǎng)取證和收集背景材料失效現(xiàn)場(chǎng)取證應(yīng)由授權(quán)的失效分析人員執(zhí)行,并授權(quán)收集一切有關(guān)的背景材料。失效 現(xiàn)場(chǎng)取證可用攝影、錄像、錄音和繪圖及文字描述等方式進(jìn)行記錄。 失效現(xiàn)場(chǎng)取證所應(yīng)注意觀察和記錄的項(xiàng)目主要有：（1）失效部件及碎片的名稱、尺寸大小、形狀和散落方位。（2）失效部件周圍散落的金屬屑和粉末、氧化皮和粉末、潤滑殘留物及一切可疑的 雜物和痕跡。（3）失效部件和碎片的變形、裂紋、斷II、腐蝕、磨損的外觀、位置和起始點(diǎn)，表面 的材料特征,如燒傷色澤、附著物、氧化物和腐蝕生成物等。（4）失效設(shè)備或部件的結(jié)構(gòu)和制造特征。（5）環(huán)境條件（失效設(shè)備的周圍景物、壞境溫度、濕度、人氣和水質(zhì)）

12、。（6）聽取操作人員及佐證人介紹事故發(fā)生時(shí)情況（錄音記錄）。在觀察和記錄時(shí)要按照一定順序，避免出現(xiàn)遺漏。例如觀察和記錄時(shí)由左向右、由上 向下、由表及里和由低倍到高倍等。所應(yīng)收集的背景材料通常有：（1）失效設(shè)備的類型、制造廠名、制造日期、出廠批號(hào),用戶、安裝地點(diǎn)、投入運(yùn)行 口期、操作人員、維修人員、運(yùn)行記錄、維修記錄、操作規(guī)程和安全規(guī)程。（2）該設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算書及圖紙、材料檢驗(yàn)記錄、制造工藝記錄、質(zhì)量控制記錄、 驗(yàn)收記錄和質(zhì)量保證合同及其技術(shù)文件，還有使用說明書。（3）有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)及其他參考文獻(xiàn)。（4）收集同類或相似部件過去曾發(fā)生過的失效情況。 詳細(xì)1.收集失效件的背景數(shù)據(jù) 除了解失效零部件

13、在機(jī)器中的部位和作用、材料牌號(hào)、 處理狀態(tài)等基本情況外，應(yīng)著重收集下面兩方面的資料： 失效件全部制造工藝歷史。從取得有關(guān)圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開始，了解冶煉、鑄造、壓 力加工、切削加工、熱處理、化學(xué)熱處理、拋光、磨削、各種表面強(qiáng)化和表面處理 及裝配、潤滑情況； 失效件的服役條件及服役歷史。除了解載荷性質(zhì)、加載次序、應(yīng)力狀態(tài)、環(huán)境介 質(zhì)、工作溫度外，應(yīng)特別注意環(huán)境細(xì)節(jié)和異常工況，如突發(fā)超載、溫度變化、溫度梯度 和偶然與腐蝕介質(zhì)的接觸等。2. 失效零部件及全部碎片的外觀檢查在進(jìn)行任何清洗之前都應(yīng)經(jīng)過徹底的外觀檢查，用攝 相等方法詳細(xì)做好記錄。重點(diǎn)檢查內(nèi)容為： 觀察整個(gè)零部件的變形情況，看是否有做粗、下陷、

14、內(nèi)孔擴(kuò)人、彎曲、頸縮等； 觀察零部件表面冷熱加工質(zhì)量,如有無過燒、折疊、斑疤等熱加工缺陷，有無刀痕、 刮傷等機(jī)加工缺陷,有無冷熱加工造成的裂紋； 觀察斷裂部位是否在鍵槽、油孔、尖角、加工深刀痕、凹坑等應(yīng)力集中處； 觀察零部件表面有無氧化、腐蝕、氣蝕、咬蝕、磨損、龜裂、麻點(diǎn)或其它損傷；觀察相鄰零部件或配偶件的情況；觀察零部件表面有無附著物。3. 試驗(yàn)室檢驗(yàn)在檢驗(yàn)前,對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目和順序、取樣部位、取樣方法、試樣數(shù)量等均應(yīng)全面、 周密地考慮。一般采用的分析手段有下列各項(xiàng)：化學(xué)分析目的是鑒定零部件用材料是否符合原定要求，有無用錯(cuò)材料或成分出格, 必要時(shí)可分析微屋元素或進(jìn)行微區(qū)成分分析。當(dāng)表面有腐蝕產(chǎn)物時(shí)

15、，也應(yīng)分析腐蝕產(chǎn) 物成分；宏觀（低倍）分析主要用于檢查原材料或零部件質(zhì)量，揭示各種宏觀缺陷； 斷口分析對(duì)于斷裂失效零部件，斷口分析是最重要的一壞。斷I I形貌真實(shí)地反映了斷裂過程中材料抵抗外力的能力,記錄了對(duì)材料斷裂起決定作用的主 裂縫所留卞的痕跡。通過對(duì)斷I I形貌特征的分析,不僅可以得到有關(guān)零部件使用條件和失效 特點(diǎn)的資料,還可以了解斷I I附近材料的性質(zhì)和狀況，進(jìn)而可以判明斷裂源、裂紋擴(kuò)展方向和 斷裂順序，確定斷裂的性質(zhì)，從而找出斷裂的主要原因。斷I I分析先用肉眼或低倍實(shí)體顯微鏡 和立體顯微鏡從各個(gè)角度來觀察斷I I表面的紋理和特征，然后用電子顯微鏡（特別是掃描電 鏡）對(duì)有代表性的部位

16、進(jìn)行深入觀察，以了解斷口的微觀特征；微觀組織分析即用金相顯微鏡、電子顯微鏡鑒定失效分析的顯微組織，觀察非金 屬夾雜物，分析組織對(duì)性能的影響，檢查鑄、鍛、焊和熱處理等工藝是否恰當(dāng)，從而由 材料的內(nèi)在因素分析導(dǎo)致失效的原因； 力學(xué)性能試驗(yàn)在必要時(shí)可以進(jìn)行某些項(xiàng)目的力學(xué)性能試驗(yàn)，包拾斷裂韌性試驗(yàn)，以 校驗(yàn)該零部件的實(shí)際性能是否符合技術(shù)要求； 其它檢測(cè)項(xiàng)目如用X射線衍射儀進(jìn)行定性（如0相）或定量（如殘余奧氏體含量）分 析，對(duì)受力復(fù)雜的零部件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析等等。三制定失效分析計(jì)劃只有極少數(shù)的情況下，通過現(xiàn)場(chǎng)和背景材料的分析就能得出失效原因的結(jié)論。大多數(shù) 失效案例都需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取證和背景材料的綜合分析結(jié)果

17、來制定失效分析計(jì)劃，確定 進(jìn)一步分析試驗(yàn)的目的、內(nèi)容、方法和實(shí)施方式。在制定失效分析計(jì)劃前要初步確定肇事件（確定肇事件的方法在后續(xù)講座中有詳細(xì) 介紹），通過肇事件的分析可以判斷失效模式、確定失效原因和機(jī)理，失效分析的詳細(xì) 計(jì)劃是圍繞著肇事件進(jìn)行的，因此，確定肇事件是一項(xiàng)非常重要的工作。 失效分析試驗(yàn)過程通常包括如下內(nèi)容： 金相檢查；化學(xué)成分分析；無損檢測(cè)； 材料性能測(cè)試；試樣的選取、保護(hù)和清洗；試樣的宏觀檢查和分析；試樣 的微觀檢查和分析；斷裂力學(xué)分析；模擬試驗(yàn)等。 對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)方案應(yīng)考慮其必要性、有效性和經(jīng)濟(jì)性。一般宜先從簡單的試驗(yàn)方法入 手，如有必要時(shí)才進(jìn)一步采用費(fèi)用高的和較復(fù)雜的試驗(yàn)方法。

18、如確屬必要進(jìn)行失效模 擬試驗(yàn)，其設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能模擬真實(shí)的工況條件，使之具有說服力。從失效部件上和殘留物上制取試件或樣品，對(duì)于失效分析的成敗具有十分重要意義, 務(wù)必要周密計(jì)劃切取試樣的位置、尺寸、數(shù)量和取樣方法。應(yīng)當(dāng)特別強(qiáng)調(diào)，失效部件 和殘留物上具有說服力的位置和尺寸是十分有限的,一旦取樣失誤，就無法復(fù)原而完 全喪失說明力，致使整個(gè)失效分析計(jì)劃歸于失敗，造成不可挽救的后果。失效分析計(jì)劃要留有余地,以便在個(gè)別試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)意外現(xiàn)象時(shí)，為了適應(yīng)新的情況，可 中途改變某些方法，或做補(bǔ)充試驗(yàn)。四執(zhí)行失效分析計(jì)劃失效分析的各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格遵照計(jì)劃執(zhí)行，要有詳細(xì)記錄，隨時(shí) 分析試驗(yàn)結(jié)果。.(1) 一般都要求在很短的

19、時(shí)間內(nèi)取得試驗(yàn)結(jié)果，因此既要保證按時(shí)完成、又要防止在 匆忙中發(fā)生疏忽和差錯(cuò)。(2)許多失效分析工作涉及法律問題，為此，各項(xiàng)試驗(yàn)工作應(yīng)建立嚴(yán)格的責(zé)任制度。試 驗(yàn)人員在試驗(yàn)記錄和報(bào)告上簽名。(3)試件、樣品都要直接取自失效實(shí)物，一般不能用其它來源的試件樣品代替。(4)失效分析是人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)未知客觀世界的一種科研活動(dòng),試驗(yàn)人員切不可在思 想上存在先入為主的概念，錯(cuò)誤認(rèn)為失效分析的試驗(yàn)只不過是已知條件的復(fù)驗(yàn)、以致 放松對(duì)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)新現(xiàn)象的觀察。實(shí)際上，失效分析往往含有新發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破, 試驗(yàn)人員更應(yīng)注意觀察這種試驗(yàn)的全過程。五綜合評(píng)定分析結(jié)果授權(quán)的失效分析人員，要經(jīng)過充分的討論，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)、背景

20、材料及各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)呆做綜 合分析，確定失效的過程和原因，做出分析結(jié)論。 綜合分析，特別是在復(fù)雜的失效案例情況下，可來用故障樹(Fault Tree)找其它形式的 邏輯圖分析方法。在人多數(shù)情況卞，失效原因可能有多種。應(yīng)努力分清主要原因和次要原因。綜合分析討論會(huì)應(yīng)有詳細(xì)的發(fā)言記錄和代表共同意見的會(huì)議紀(jì)要及與會(huì)人員簽名， 并存入失效案例檔案。 六研究補(bǔ)救措施和預(yù)防措施失效分析的目的不僅限于弄清失效原因,更重要的還在 于研究提出有效的補(bǔ)救措施和預(yù)防措施.從大量同類和相似失效案例分析積累的豐 富經(jīng)驗(yàn)有利于這類措施的研究。 補(bǔ)救措施和預(yù)防措施可能涉及設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、材料技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)、 修補(bǔ)技術(shù)以

21、及質(zhì)量管理的改進(jìn),乃至涉及技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的修訂建議。這類研 憲工作量往往很大，除個(gè)別簡單情況可由承擔(dān)失效分析的人員進(jìn)行外,一般由失效分 析人員提出問題或補(bǔ)救方案，由負(fù)責(zé)單位責(zé)成有關(guān)專業(yè)部門或單位進(jìn)行專題研究，提 出研究報(bào)告，作為改進(jìn)設(shè)備的依據(jù)。七.起草失效分析報(bào)告 失效分析報(bào)告一般可不規(guī)定統(tǒng)一的格式,但行文要簡練，條目要分明，內(nèi)容一般應(yīng)包扌舌 下列項(xiàng)目：題目；(2)任務(wù)來源，包括任務(wù)下達(dá)者及卞達(dá)口期,任務(wù)內(nèi)容簡述，要求的分析目的；(3)各項(xiàng)試驗(yàn)過程及結(jié)果；(4)分析結(jié)果一失效原因；（5）補(bǔ)救措施和預(yù)防措施或建議；（6）附件（原始記錄、圖片等）；（7）失效分析人員簽名及日期。對(duì)于人宗同類產(chǎn)

22、品的失效分析，宜規(guī)定一定的報(bào)告形式。以便于事后的統(tǒng)計(jì)分析工作 和計(jì)算機(jī)輔助失效分析。八評(píng)審失效分析報(bào)告失效分析評(píng)審會(huì)的組織形式及其參加人員可由有關(guān)方面協(xié)商決定,一 般宜由失效分析工作人員、失效設(shè)備的制造廠商代表、用戶代表、管理部門代表、司法部 門代表和聘請(qǐng)的其他專家組成。各方面代表應(yīng)本著尊重科學(xué)、尊重事實(shí)和法律的態(tài)度履行 其評(píng)審職責(zé)，不得對(duì)失效分析人員以任何形式施加不正當(dāng)?shù)膲毫陀绊?失效分析人員的客 觀公正立場(chǎng)應(yīng)受維護(hù)和尊重。九.提出失效分析報(bào)告 失效分析報(bào)告通過評(píng)審后，按評(píng)審決議修改并制定成報(bào)告正式文本，內(nèi)容項(xiàng)目除起草 報(bào)告中的7項(xiàng)外,還宜增加下列3項(xiàng)： 評(píng)審意見，包扌舌評(píng)審人員簽名及口期

23、； 呈送及抄送單位,包括抄送反饋系統(tǒng)；密級(jí)。 十.反饋失效分析成果反饋系統(tǒng)是失效分析成果的管理系統(tǒng)，目的在于充分利用失 效分析所獲得的寶貴技術(shù)信息、推動(dòng)技術(shù)革新、促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步和提高產(chǎn)品質(zhì)量。失效分析的反饋系統(tǒng)可采取多種組織形式，例如可與企業(yè)的技術(shù)開發(fā)和情報(bào)部門結(jié) 合，可與國家的質(zhì)量管理部門、可靠性研究中心、數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)交換網(wǎng)相結(jié)合。把 輸入的大量失效分析報(bào)告和來自數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的其他信息，經(jīng)過分類、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù) 處理,制成各種形式的文獻(xiàn)，例如快報(bào)、數(shù)據(jù)手冊(cè)、指導(dǎo)性文件、年鑒和書刊等，傳遞 到各個(gè)經(jīng)濟(jì)部門、生產(chǎn)部門、科研部門、教育部門和司法部門及新聞部門，把失效造 成的損失化為巨大的效益。3.5

24、防止失效分析的思路及程序1.防止失效的思路其基本思路是：（1）對(duì)具體服役條件下的零部件進(jìn)行具體分析，從中找出主要的失效形式及主要失效 抗力指標(biāo)。（2）運(yùn)用金屬學(xué)、材料強(qiáng)度學(xué)和斷裂物理、化學(xué)、力學(xué)的研究成果，深入分析各種失效 現(xiàn)象的本質(zhì),以主要失效抗力指標(biāo)與材料成分、組織、狀態(tài)的關(guān)系，提出改進(jìn)措施。（3）根據(jù)“不同服役條件要求材料強(qiáng)度和塑性、韌性的合理配合”這一規(guī)律，分析研究 失效零部件現(xiàn)行的選材、用材技術(shù)條件是否合理，是否受舊的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)觀念束縛。（4）采用局部復(fù)合強(qiáng)化，克服零部件上的薄弱壞節(jié)，爭取達(dá)到材料的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。（5）在進(jìn)行失效分析和提出防止失效的措施時(shí)，還應(yīng)做到幾個(gè)結(jié)合： 設(shè)計(jì)、材料、

25、工藝相結(jié)合，即對(duì)形狀、尺寸、材料、成型加工和強(qiáng)化工藝統(tǒng)一考慮;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（力學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析）與材料強(qiáng)度相結(jié)合，試棒試驗(yàn)與實(shí)際零部件臺(tái) 架模擬試驗(yàn)相結(jié)合； 宏觀規(guī)律與微觀機(jī)理相結(jié)合,宏觀斷I I和微觀斷I I分析相結(jié)合，宏觀與顯微、亞顯微 組織分析相結(jié)合；試驗(yàn)室規(guī)律性試驗(yàn)研究與生產(chǎn)試驗(yàn)相結(jié)合。判定失效原因進(jìn)行上述環(huán)節(jié)后,把所得的資料進(jìn)行綜合分析，搞清失效的過程和規(guī)律,這是失 效分析的重要壞節(jié)。一般要從影響零部件失效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素、材料因素、工藝因素、裝配 因素和服役條件因素中進(jìn)行全面分析，真正找到導(dǎo)致該零部件早期失效的主導(dǎo)因素。重人的 失效分析項(xiàng)目，在初步確定失效原因后，還應(yīng)及時(shí)進(jìn)行重現(xiàn)性試

26、驗(yàn)（模擬試驗(yàn)），以驗(yàn)證初步結(jié)論 的可靠性。3.6失效分析反饋的思路失效分析的反饋是枳極的失效分析，其目的不僅在于失效性質(zhì)和原因的分析判斷，更重要的是 反饋到生產(chǎn)實(shí)踐中去。由于失效原因涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、加工制造及裝配使用、維 護(hù)保養(yǎng)等各個(gè)方面,失效分析結(jié)果也要相應(yīng)地反饋到這些壞節(jié)。在一般情況下，從失效分析的 結(jié)論中獲得反饋信息，據(jù)以確定提高失效抗力的途徑（形成反饋試驗(yàn)方案），并通過試驗(yàn)選擇出 最佳改進(jìn)措施。反饋的結(jié)果可能是改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、材料、工藝、現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)程，也可能是綜 合改進(jìn)。結(jié)構(gòu)、材料、工藝上的綜合反饋，這三者往往很難截然分開。例如在考慮結(jié)構(gòu)因素對(duì)零部件 強(qiáng)度的影響時(shí)，一般要聯(lián)系到

27、材料因素和工藝因素;同樣，在考慮材料強(qiáng)度的影響時(shí)，亦必須考 慮零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是應(yīng)力集中對(duì)材料強(qiáng)度的影響。通過改進(jìn)零部件的形狀、尺寸來 提高其失效抗力較之改進(jìn)材料和工藝更為有效。而當(dāng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)受到限制時(shí)，零部件的 應(yīng)力水平、應(yīng)力分布和應(yīng)力狀態(tài)又要求制造零部件的材料和工藝與之相適應(yīng)（例如幾何形狀 復(fù)雜、應(yīng)力狀態(tài)較碩的零部件,要求材料有足夠的塑韌性;帶有尖銳缺I I的零部件，要求材料有 較低的缺I I敏感度等等）。由此可見，在提高零部件的失效抗力時(shí),零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料、 工藝是相互滲透,相互依賴的。3.7失效分析的辨證方法1對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析（1）不同零部件的外在服役條件是不同的

28、。不同的服役條件，有不同的失效類型及特 征；（2）同一材料狀態(tài)，在不同服役條件下也表現(xiàn)為不同的失效類型及特征；（3）在不同服役條件下，為了達(dá)到失效抗力的優(yōu)化，有不同的材料強(qiáng)度、塑性、韌性的 合理配合，即有不同的材料成分、組織、狀態(tài)的最佳搭配；（4）即使在相同的服役條件下,由于零部件結(jié)構(gòu)及裝配不同，零部件的受力情況不同，這 種最佳搭配也將隨之變化。2抓主要矛盾和矛盾的主要方面（1）某一零部件存在兩個(gè)以上的失效類型時(shí)，應(yīng)分析和找出主要的失效類型及其主要 的失效抗力的表征參量，例如，同時(shí)存在斷裂及磨損時(shí),前者是“急性病”，后者一般為 “慢性病”，因此應(yīng)首先抓斷裂失效的分析及防止。（2）抓造成主要失效

29、類型的原因綜合分析，從造成失效的內(nèi)因與外因中找出主導(dǎo)因素, 即矛盾的主要方面。3注意矛盾的轉(zhuǎn)化（1）當(dāng)主要的失效類型解決后，可能原來次要的失效類型上升為影響零部件壽命的主 要矛盾，或者出現(xiàn)新的失效類型；（2）當(dāng)對(duì)某一零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)或工藝改進(jìn)后,該零部件容易失效的薄弱環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移，對(duì)此 要有預(yù)見。1失效分析（1）失效及失效研究的內(nèi)涵機(jī)電元器件（或零件）、設(shè)備、裝置或系統(tǒng)統(tǒng)稱為機(jī)電產(chǎn)品。機(jī)電產(chǎn)品喪失規(guī)定功能的現(xiàn)彖稱為失效，對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品通常也稱為故障。產(chǎn)品是否失效，主要是在 使用（包拾檢驗(yàn)）中考察。在失效研究中，針對(duì)具體失效事件的技術(shù)活動(dòng)一般可分為三 個(gè)層次:失效診斷、失效預(yù)測(cè)和失效預(yù)防。其中失效診斷是

30、失效研究的核心，失效預(yù)測(cè) 和預(yù)防則是失效研究的目的。失效診斷是失效發(fā)生以后的研究，失效預(yù)測(cè)和預(yù)防則是 事前的。（2）失效分析、事故分析、廢品分析和狀態(tài)診斷失效分析是對(duì)進(jìn)入商品流通領(lǐng)域后發(fā)生故障的分析;對(duì)導(dǎo)致產(chǎn)品無法修復(fù)的嚴(yán)重失效的分析 也稱為爭故分析;對(duì)進(jìn)入商品流通領(lǐng)域前發(fā)生的質(zhì)量問題的分析則稱為廢品分析。失效分析、 事故分析和廢品分析均是指事后的分析,三種分析所采用的方法基本一致。狀態(tài)診斷則是針 對(duì)可能的主要失效模式、原因和機(jī)理的在線、適時(shí)和動(dòng)態(tài)的診斷。（3）失效模式、原因和機(jī)理診斷失效研究的首要任務(wù)之一就是失效診斷。失效診斷是失效研究的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確與否決定了失 效研究的成功與否。失效診斷的

31、目的是要診斷出失效的模式、原因和機(jī)理，從而為采取預(yù)防 措施指明方向和提供依據(jù)。失效模式是指失效的表現(xiàn)形式，一般可理解為失效的類型。失效 模式診斷是失效研究首當(dāng)其沖的重要問題，具有“定向”的意義。失效模式?？煞譃橐患?jí)失效 模式、二級(jí)失效模式和三級(jí)失效模式。一般要求診斷到“二級(jí)”甚至“三級(jí)”。失效模式診斷得越具體和越準(zhǔn)確,對(duì)失效原因診斷的準(zhǔn)確性和預(yù)防措施制定的針對(duì) 性就越有指導(dǎo)價(jià)值。失效模式診斷一般從現(xiàn)場(chǎng)殘骸分析（失效件斷II、裂紋、痕跡和 變形等）、零件制造工藝、顯微組織和力學(xué)性能分析、結(jié)構(gòu)和受力分析、工況和使 用環(huán)境分析及失效模擬等方面入手，其中首斷件（肇事件）的殘骸分析是最重要的診 斷依據(jù)，

32、也是目前使用得最多和最好的一個(gè)方面。 失效原因是指釀成失效事故的直接關(guān)鍵因素。失效原因也可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí) 失效原因。一級(jí)失效原因一般指釀成該失效事故的首先失效件（肇事件）失效的直接 關(guān)鍵因素處于投入使用過程中的哪個(gè)階段或工序（如設(shè)計(jì)原因、制造原因、使用原因 和環(huán)境原因等）；二級(jí)失效原因是指一級(jí)失效原因中的直接關(guān)鍵原因。失效原因的診 斷是失效研究的核心和關(guān)鍵。失效機(jī)理的診斷是指對(duì)失效的內(nèi)在本質(zhì)、必然性和規(guī) 律性的研究，是對(duì)失效性質(zhì)認(rèn)識(shí)的理論升華和提高。失效機(jī)理是內(nèi)因和外因共同作用 而最終導(dǎo)致失效事件發(fā)生的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)，即失效內(nèi)在的必然性和固有的 規(guī)律性。（4）失效分析、預(yù)測(cè)和預(yù)防失效分析是分析診斷失效的模式、原因和機(jī)理，研究采取補(bǔ)救、預(yù)測(cè)和預(yù)防措施的技術(shù)活動(dòng) 和管理活動(dòng)。失效預(yù)測(cè)可以分為安全狀況預(yù)測(cè)、剩余壽命預(yù)測(cè)和累積失效概率（可靠度）預(yù) 測(cè)等三個(gè)層次的內(nèi)容。失效預(yù)防則應(yīng)包扌舌失效的工程預(yù)防、失效（或安全）法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)的制 定或修改，以及失效（或安全）數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)的建立和應(yīng)用。（5）失效學(xué)研究機(jī)電產(chǎn)品失效的診斷、預(yù)測(cè)和預(yù)防理論及技術(shù)和方法的交叉或綜合的分支學(xué)科。失效學(xué) 是一個(gè)正在發(fā)展中的新興學(xué)科，由失效診斷學(xué)