失效模式分析（PPT31頁)

1、 失效模式、后果與嚴(yán)重度分析 (FMECA) Failure Mode Effect and Criticality Analysis1 概述2 失效模式與后果分析3 嚴(yán)重度分析11 概述失效的定義：1、設(shè)備在規(guī)定條件下，不能完成其規(guī)定的功能；2、設(shè)備在規(guī)定條件下，一個或幾個不能達(dá)到其規(guī)定值；3、由于環(huán)境應(yīng)力變化，導(dǎo)致功能喪失；4、即使設(shè)備在規(guī)定條件下具有完成規(guī)定功能的能力，但因操作者的失誤而造成產(chǎn)品功能喪失；2失效等級：3故障模式的分類1、損壞型故障模式：裂紋、塑性變形、斷裂等2、退化型故障模式：老化、變質(zhì)、表面防護(hù)脫落等3、松脫型故障模式：松動、脫開、脫焊等4、失調(diào)型故障模式：間隙不適、流

2、量不當(dāng)、壓力不當(dāng)?shù)?、堵塞和滲漏型故障模式：堵、滲、漏等6、功能型故障模式：功能不正常、功能不穩(wěn)定等7、其它類型故障模式：潤滑不良等故障模式的比率故障模式比率產(chǎn)品出現(xiàn)失效模式的百分比進(jìn)一步分析失效原因，采取預(yù)防措施的可靠依據(jù)4幾種機(jī)械零部件的失效模式及其比率52 失效模式與后果分析一、FMEA FMECAFMEA 失效模式與后果分析CA 嚴(yán)重度分析 功能FMEA硬件FMEA設(shè)計初期復(fù)雜系統(tǒng)1、功能FMEA和硬件FMEA62、FMEA 程序 FMEA基本程序:1、確定失效模式2、繪制系統(tǒng)功能圖和可靠性框圖3、確定工作參數(shù)和功能4、查明所有失效模式、發(fā)生原因及后果5、按可能的最壞后果評定失效模式的

3、嚴(yán)重性級別6、確定失效模式的檢測方法及補(bǔ)救預(yù)防措施7、提出修改方案及其他措施8、提交分析報告7輸入原始資料分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各組成部分功用構(gòu)造系統(tǒng)的可靠性框圖列出各功能級的失效模式機(jī)理效應(yīng)研究失效檢測方法可能的預(yù)防措施致命性分析失效模式概率致命度的估計輸出填寫FMECA表格FMECA分析過程8零件材料失效原因的分類9斷裂分類：根據(jù)裂紋發(fā)展過程沿晶斷裂穿晶斷裂根據(jù)受載性質(zhì)疲勞斷裂靜載斷裂沖擊斷裂根據(jù)完全斷裂前的宏觀變形脆性斷裂韌性斷裂10疲勞斷裂原因：表面因素：表面粗糙度、劃痕、碰傷等材質(zhì)因素：材料的成分、機(jī)械性能、冶金特性等幾何因素：圓角、倒角等環(huán)境因素：環(huán)境介質(zhì)、環(huán)境溫度等載荷因素： 載荷性質(zhì)、

4、大小、變化速度等疲勞源裂紋擴(kuò)展區(qū)瞬斷區(qū)11項目失效模式失效原因可能后果發(fā)生概率嚴(yán)重性可能措施發(fā)動機(jī)殼破裂工藝質(zhì)量差材料缺陷運(yùn)輸中損壞搬運(yùn)中損壞內(nèi)壓過高導(dǎo)彈毀壞0.0006嚴(yán)重嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，消除缺陷。進(jìn)行耐壓試驗，采用合理包裝，在運(yùn)輸中保護(hù)發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑藥柱斷裂孔穴粘接面分離固化殘余應(yīng)力溫度過低老化燃燒速度過高；內(nèi)壓過高；機(jī)殼在工作過程中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，確保工藝質(zhì)量，嚴(yán)格控制在極限溫度之內(nèi)存儲和使用。內(nèi)襯與外殼分離與藥柱或隔熱層分離粘接劑不良粘接控制不良?xì)んw成形后凈化不夠燃燒速度過高；內(nèi)壓過高；機(jī)殼在工作過程中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)格執(zhí)行正常清洗程序，機(jī)巧清洗后嚴(yán)格檢驗

5、，確保清除一切沾染物例 某一固體火箭發(fā)動機(jī)由推進(jìn)劑藥柱、內(nèi)襯和發(fā)動機(jī)殼組成。繪制其失效模式后果分析表FMECA分析實例112FMECA分析的用途1、在設(shè)計管理上的用途 FMECA與線路應(yīng)力分析的結(jié)合是可靠性預(yù)測、分配和評定時的一項原始資料。 FMECA 是評定設(shè)計方案的手段 FMECA 是設(shè)計評審、質(zhì)量復(fù)查、事故預(yù)想的依據(jù)和證明2、在其他用途 安排測試點(diǎn)、制造和質(zhì)量控制，制定試驗計劃的一種依據(jù)。 制定檢測程序、設(shè)計診斷裝置的基礎(chǔ)。 與試驗結(jié)果和失效分析報告一起進(jìn)行定性評定。 可靠性維修，后勤保障分析的原始資料。 131415164.3 嚴(yán)重度分析一、定性分析 A級，常發(fā)生。單一失效模式發(fā)生概率

6、大于系統(tǒng)總失效 概率的20%。 B級，較常發(fā)生。單一失效模式發(fā)生概率在系統(tǒng)總失效 概率的10%20%。 C級，偶爾發(fā)生。單一失效模式發(fā)生概率在系統(tǒng)總失效 概率的1%10%。 D級，很少發(fā)生。單一失效模式發(fā)生概率在系統(tǒng)總失效 概率的0.1%1%。 E級，極少發(fā)生。單一失效模式發(fā)生概率小于系統(tǒng)總失效 概率 的0.1%。 17二、定量分析1、失效后果概率2、失效模式嚴(yán)重度數(shù)字失效率后果元件失效率10-6/h為單位任務(wù)階段內(nèi)的工作時間失效模式相對頻率183、產(chǎn)品嚴(yán)重度數(shù)字屬于某一嚴(yán)重度的失效模式數(shù)產(chǎn)品在該嚴(yán)重度下的最后一個失效模式19若某產(chǎn)品的失效率 ，在某一任務(wù)階段，出現(xiàn)兩個II級嚴(yán)重的失效模式和一

7、個IV嚴(yán)重失效模式。這三個失效模式的相對頻率分別為： ，失效后果概率均為0.5，在該階段工作時間為1h，求該產(chǎn)品在此任務(wù)階段，在嚴(yán)重性II下的 。 II級嚴(yán)重性的第一個失效模式的嚴(yán)重度數(shù)字為求II級嚴(yán)重性的第二個失效模式的嚴(yán)重度數(shù)字為20求II級嚴(yán)重性的產(chǎn)品嚴(yán)重度數(shù)字為21三、嚴(yán)重度矩陣嚴(yán)重性級別嚴(yán)重性級別發(fā)生概率概率增加嚴(yán)重度數(shù)字Cr低高ABCDEIVIIIIII嚴(yán)重度增加22機(jī)車車輛 FMEA分析實例國際鐵路聯(lián)盟的研究與試驗機(jī)構(gòu)的B176委員會（UIC ORE B176）對機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了深入的研究，進(jìn)行了大量的實驗和評估，并為選擇高速機(jī)車車輛的樣機(jī)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了費(fèi)用效能分析。 決策基礎(chǔ)

8、的重要部分23方法描述：1、部件描述2、與安全有關(guān)的各種部件的描述3、可能的故障4、損壞特征、可能的原因及其影響的評估5、故障檢測6、目前的改進(jìn)措施7、對系統(tǒng)的影響24轉(zhuǎn)向架系 統(tǒng)鋼軌使用區(qū)域100鋼軌與軸箱間的部件200軸箱300軸箱與轉(zhuǎn)向架間部件400轉(zhuǎn)向架構(gòu)架500轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體間部件600車體700輪/軌210輪對220軸承230一系懸掛410輪對導(dǎo)向裝置420軸箱定位裝置421二系懸掛610轉(zhuǎn)向架-車體的連接620抗側(cè)滾裝置630限位止擋621彈簧裝置611減振器61225故障類型：1、A型故障：由于生產(chǎn)或裝配造成的功能喪失 通過工廠和檢修保證狀態(tài)良好2、B型故障：產(chǎn)品功能的逐漸退

9、化 引入一個正常的檢測系統(tǒng)3、C型故障：產(chǎn)品功能的突然喪失 26代碼與零部件名 稱110鋼軌（使用區(qū)域）故障類型橫向位移阻力降低，鋼軌型面不符合設(shè)計規(guī)范橫向加速度過高影響分析影響低，對所有轉(zhuǎn)向架影響皆相同影響小，對所有轉(zhuǎn)向架影響皆相同危害評價在最大運(yùn)行速度時測得的鋼軌力是安全的加速度超過正常值，橫向鋼軌力增加危險性A機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架FMEA表格27機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架FMEA表格（續(xù)）代碼與零部件名 稱210車輪/鋼軌230輪對軸承300軸箱故障類型車輪與鋼軌的接觸尺寸不當(dāng)軸箱過熱軸箱破損影響分析磨損車輪型面快速形成大錐度影響不可避免一般不會發(fā)生危害評價不良的接觸影響轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的靈敏度如果不及時報告，運(yùn)行危險運(yùn)行危險危險性BBC28機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架FMEA表格（續(xù)）代碼與零部件名 稱410一系彈簧故障類型一系彈簧斷裂影響分析可能不會發(fā)生危害評價危害運(yùn)行安全危險性C29機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架FMEA表格（續(xù)）代碼與零部件名 稱420輪對導(dǎo)向裝置500轉(zhuǎn)向架700車體故障類型控制信號錯誤轉(zhuǎn)向架構(gòu)架斷裂車體支