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失效分析基础知识介绍

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德凯宜特
  

(北京航空航天大学,北京100083)

1 基本概念

1.1 失效和失效分析

产品丧失规定的功能称为失效。

判断失效的模式,查找失效原因和机理,提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动称为失效分析。

1.2 失效和事故

失效与事故是紧密相关的两个范畴,事故强调的是后果,即造成的损失和危害,而失效强调的是机械产品本身的功能状态。失效和事故常常有一定的因果关系,但两者没有必然的联系。

1.3 失效和可靠

失效是可靠的反义词。机电产品的可靠度R(t)是指时间t内还能满足规定功能产品的比率,即n(t)/n(0),n(t)为时间t内满足规定功能产品的数量,n(0)为产品试验总数量。累积失效概率F(t)就是时间t内的不可靠度,即F(t)=1-R(t)=[n(0)-n(t)]/n(0)。

1.4 失效件和废品

失效件是指进入商品流通领域后发生故障的零件,而废品则是指进入商品流通领域前发生质量问题的零件。废品分析采用的方法常与失效分析方法一致。

1.5 失效学

研究机电产品失效的诊断、预测和预防理论、技术和方法的交叉综合的分支学科。失效学与相关学科的边界还不够明确,它是一个发展中的新兴学科。

2 失效的分类

2.1 按功能分类

由失效的定义可知,失效的判据是看规定的功能是否丧失。因此,失效的分类可以按功能进行分类。例如,按不同材料的规定功能可以用各种材料缺陷(包括成分、性能、组织、表面完整性、品种、规格等方面)来划分材料失效的类型。对机械产品可按照其相应规定功能来分类。

2.2 按材料损伤机理分类

根据机械失效过程中材料发生变化的物理、化学的本质机理不同和过程特征差异,可以分类如图1所示。



图1 失效的分类

2.3 按机械失效的时间特征分类

(1)早期失效 可分为偶然早期失效和耗损期失效。

(2)突发失效 可分为渐进(渐变)失效和间歇失效。

2.4 按机械失效的后果分类

(1)部分失效

(2)完全失效

(3)轻度失效

(4)危险性(严重)失效

(5)灾难性(致命)失效

3 失效分析的分类

失效分析的分类一般按分析的目的不同可分为:

(1) 狭义的失效分析 主要目的在于找出引起产品失效的直接原因。

(2)广义的失效分析 不仅要找出引起产品失效的直接原因,而且要找出技术管理方面的薄弱环节。

(3)新品研制阶段的失效分析 对失效的研制品进行失效分析。

(4)产品试用阶段的失效分析 对失效的试用品进行失效分析。

(5)定型产品使用阶段的失效分析 对失效的定型产品进行失效分析。

(6)修理品使用阶段的失效分析 对失效的修理品进行失效分析。

4 失效分析预测预防的地位与作用

从人类认识客观世界的历史长河来说,人的认识是有限的,而客观时间是无限的。失效是人们的主观认识与客观事物相互脱离的结果,失效发生与否是不为人们的主观意志为转移的,因此,失效是绝对的,而安全则是相对的。失效分析是人们认识客观物理本质和规律的逆向思维探索,是对正向思维研究的不可缺少的重要补充,是变失效(失败)为安全(成功)的基本关键,是人们深化客观事物认识的知识源泉。中国可靠性网kekaoxing.com,失效分析、改进提高、再失效分析研究、再提高发展,如此往复循环、螺旋上升、发展飞跃,就是人类科学技术发展的历史,乃至于社会发展历史的全过程。因此,广义地说,人类的科学技术发展史、社会发展史就是与广义失效不断作斗争,变失效(失败)为安全(成功)的历史。

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