零件失效分析3失效分析思路程序及基本技能.ppt
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第第3章章失效分析的思路、程序和基本技能失效分析的思路、程序和基本技能失效分析思路与方法失效分析思路与方法失效分析的程序与步骤失效分析的程序与步骤失效件的保护、取样及试样清洗、保存失效件的保护、取样及试样清洗、保存常规测试技术常规测试技术失效分析的几种基本技能失效分析的几种基本技能1.失效分析思路与方法失效分析思路与方法失效分析思路的重要性失效分析思路的重要性失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路的方向性及基本原则失效分析的主要思路（重点）失效分析的主要思路（重点）失效分析思路的重要性失效分析思路的重要性失效分析与常规研究工作有所不同失效分析与常规研究工作有所不同分析结论要正确分析结论要正确无误，改进措施无误，改进措施要切实可行要切实可行失效分析任失效分析任务繁重、时务繁重、时间紧迫间紧迫后果严重、后果严重、涉及面广涉及面广一果多因使失效分析的中间过程纵横交错、一果多因使失效分析的中间过程纵横交错、头绪万千，正确思路的指导有利于确定分析头绪万千，正确思路的指导有利于确定分析方向、明确分析范围、推断失效过程。
方向、明确分析范围、推断失效过程。
失效分析思路的重要性失效分析思路的重要性失效分析的关键性试样十分有限，只容许一次取失效分析的关键性试样十分有限，只容许一次取样，一次观察和测量。
在分析程序上走错一步，样，一次观察和测量。
在分析程序上走错一步，可能导致整个分析的失败。
可能导致整个分析的失败。
失效分析思路的重要性失效分析思路的重要性失效分析思路：
失效分析思路：
综综合合分分析析调调查查、观观察察、检检测测和和实实验验获获得得的的失失效效信信息息以以获获取取的的客客观观事事实实为为证证据据，全全面面应应用用推推理理的的方方法法，判断，判断失效模式失效模式，推断，推断失效原因失效原因。
失效分析思路贯穿在整个失效分析过程中。
失效分析思路贯穿在整个失效分析过程中。
理论依据：
理论依据：
装备构件失效的规律装备构件失效的规律失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路方向的多种选择失效分析思路方向的多种选择顺藤摸瓜、顺藤找根、顺瓜摸藤、顺根摸藤顺藤摸瓜、顺藤找根、顺瓜摸藤、顺根摸藤顺瓜摸藤顺瓜摸藤+顺藤找根、顺根摸藤顺藤找根、顺根摸藤+顺藤摸瓜、顺藤摸瓜、顺藤摸瓜顺藤摸瓜+顺藤找根顺藤找根失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路的方向性及基本原则基本原则基本原则整体观念原则整体观念原则从现象到本质的原则从现象到本质的原则动态原则动态原则一分为二原则一分为二原则立体性原则立体性原则失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路的方向性及基本原则具体方法具体方法系统方法系统方法抓主要矛盾方法抓主要矛盾方法比较方法比较方法历史方法历史方法逻辑方法逻辑方法失效分析的主要思路失效分析的主要思路失效分析的主要思路失效分析的主要思路“撒大网撒大网”逐个因素排除的思路逐个因素排除的思路残骸分析法残骸分析法失效树分析法失效树分析法“撒大网撒大网”逐个因素排除的思路逐个因素排除的思路5M1EManMachineMaterialMethodManagementEnvironment不不安安全全行行为为人人的的局局限限性性载载荷荷腐腐蚀蚀介介质质温温度度材材料料的的选选择择结结构构设设计计加加工工制制造造水水平平安安装装运运输输保保护护冶冶金金质质量量热热加加工工工工艺艺冷冷加加工工工工艺艺作作业业程程序序维维修修保保养养制制度度优点：
优点：
缺点：
缺点：
“撒大网撒大网”逐个因素排除的思路逐个因素排除的思路面面俱到，怀疑一切，不放过任何一个可疑点。
面面俱到，怀疑一切，不放过任何一个可疑点。
工作量较大。
工作量较大。
“撒撒大大网网”分分析析法法多多应应用用于于重重要要失失效效事事故故的的分分析和军事部门，在一般实际应用中应有所侧重。
析和军事部门，在一般实际应用中应有所侧重。
残骸分析法残骸分析法残骸分析法：
残骸分析法：
从物理、化学的角度对失效零件进行从物理、化学的角度对失效零件进行分析的方法。
分析的方法。
线索来源线索来源服役条件服役条件断口特征断口特征失效的抗力指标失效的抗力指标零件的服役条件零件的服役条件零件的失效分析零件的失效分析主要的失效抗力指标主要的失效抗力指标主要的失效抗力指标与主要的失效抗力指标与成分、组织、状态的关系成分、组织、状态的关系提高失效抗力指标途径提高失效抗力指标途径形成试验方案形成试验方案实验室试验实验室试验选择最佳的材料和工艺选择最佳的材料和工艺使用考验使用考验力学计算力学计算应力分析应力分析结构改进结构改进台架模拟试验台架模拟试验材料工艺材料工艺改进改进以失效抗力指标为线索的失效分析思路示意图以失效抗力指标为线索的失效分析思路示意图举例：
热锻模具淬火断裂的失效分析举例：
热锻模具淬火断裂的失效分析现现场场调调查查：
某某厂厂用用3Cr2W8V钢钢制制热热锻锻模模具具，锻锻造造材材料料为为25钢钢的的齿齿状状零零件件。
模模具具加加工工时时，发发现现其其硬硬度度较较高高，为为了了便便于于加加工工，将将模模具具进进行行过过一一次次降降低低硬硬度度退退火火，但但温温度度和和时时间间已已无无纪纪录录。
加加工工后后的的模模具具在在淬淬火火过过程程中中听听到到模模具具开开裂裂声声音音，随随即即停停止止冷冷却却，并并放放在在630回回火火炉炉中中回回火火，回回火火时时裂裂纹纹继继续续扩扩展展使使模模具具成成为为多多个个碎碎块块。
由由于于发发现现模模具具开开裂裂，中中止止继继续续回回火。
火。
初步判断：
初步判断：
可能原因可能原因材料化学成分错误材料化学成分错误加热温度过高加热温度过高原始材料组织有缺陷原始材料组织有缺陷建立具体的分析建立具体的分析思路和工作程序思路和工作程序材质分析材质分析力学性能分析力学性能分析分析论证开裂原因分析论证开裂原因断口分析断口分析结论结论显微组织分析显微组织分析举例：
汽车轮毂紧固螺栓断裂事故分析举例：
汽车轮毂紧固螺栓断裂事故分析现现场场信信息息调调查查：
汽汽车车轮轮毂毂紧紧固固螺螺栓栓是是汽汽车车上上至至关关重重要要的的零零件件，如如果果该该零零件件出出现现问问题题，轻轻则则造造成成交交通通事事故故，重重则则造造成成车车毁毁人人亡亡，后后果果严严重重。
某某厂厂生生产产的的汽汽车车的的左左后后轮轮紧紧固固螺螺栓栓全全部部断断裂裂，5个个螺螺栓栓中中有有4个个螺螺栓栓断断裂裂前前出出现现弯弯曲曲和和扭扭转转，1个个螺螺栓栓被被剪剪切切，造造成成了车祸，该厂紧急召回了废车对其事故进行分析。
了车祸，该厂紧急召回了废车对其事故进行分析。
初步判断：
初步判断：
可能原因可能原因螺栓的力学性能不够螺栓的力学性能不够结构和装配问题结构和装配问题建立具体的分析建立具体的分析思路和工作程序思路和工作程序材质分析（材料成分、显微组织）材质分析（材料成分、显微组织）力学性能分析（工况、紧固、强度）力学性能分析（工况、紧固、强度）分析论证开裂原因分析论证开裂原因断口分析（形貌）断口分析（形貌）结论结论系统工程分析法系统工程分析法失效树分析（失效树分析（FTA法）法）管理失误与风险树分析（管理失误与风险树分析（MORT法）法）事件树分析（事件树分析（ETA法）法）失效模式及效应分析（失效模式及效应分析（FMEA法）法）失效树分析法失效树分析法失效树分析（失效树分析（FailureTreeAnalysis）1960s由美国贝尔研究所首先用于导弹的控制系统由美国贝尔研究所首先用于导弹的控制系统设计上，预测导弹发射的随机失效概率。
设计上，预测导弹发射的随机失效概率。
1974年年美国原子能管理委员会主要采用失效树分析美国原子能管理委员会主要采用失效树分析商用原子反应堆安全性的商用原子反应堆安全性的Wash-1400报告。
报告。
FTA法在国外被公认为是对法在国外被公认为是对复杂安全性复杂安全性、可靠性可靠性分析的一种好方法。
分析的一种好方法。
失效树分析法失效树分析法：
在系统设计过程中，通过对可能造成：
在系统设计过程中，通过对可能造成系统失效的各种系统失效的各种因素因素（包括软件、硬件、环境、人为（包括软件、硬件、环境、人为因素等）进行分析，画出因素等）进行分析，画出逻辑框图逻辑框图（即失效树），从（即失效树），从而确定系统失效原因的各种可能的组合方式或发生概而确定系统失效原因的各种可能的组合方式或发生概率，以率，以计算系统失效概率计算系统失效概率，采取相应的纠正措施，以，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。
提高系统可靠性的一种设计分析方法。
特点特点灵活性灵活性图形演绎的方法图形演绎的方法定性定性+定量定量FTA法的步骤法的步骤失效树的建造失效树的建造失效树的定性分析失效树的定性分析失效树的定量分析失效树的定量分析基本事件的重要度分析基本事件的重要度分析失效分析的失效分析的关键关键砂轮伤害事故的失效树图砂轮伤害事故的失效树图击中人体击中人体砂轮伤害砂轮伤害砂轮破碎飞出砂轮破碎飞出防护装置不起作用防护装置不起作用安装缺陷安装缺陷质量缺陷质量缺陷操作不当操作不当紧固砂轮紧固砂轮用力过大用力过大上砂轮敲上砂轮敲打过猛打过猛吃刀量吃刀量过大过大砂轮不砂轮不平衡平衡有裂纹有裂纹未检查未检查安装不牢安装不牢无防护罩无防护罩启动过急启动过急“顶事件顶事件”：
系统不希望发生的失效状态作为失效：
系统不希望发生的失效状态作为失效分析的目标；分析的目标；“中间事件中间事件”：
导致这一失效发生的所有可能的直：
导致这一失效发生的所有可能的直接原因；接原因；“底事件底事件”：
导致每一个中间事件发生的所有可能：
导致每一个中间事件发生的所有可能的原因；的原因；顺序渐进，直至追踪到对被分析对象来说是一顺序渐进，直至追踪到对被分析对象来说是一种基本原因为止。
种基本原因为止。
基本概念：
基本概念：
事件符号：
事件符号：
事件符号：
事件符号：
顶上事件顶上事件、中间事件中间事件符号，需要进一步符号，需要进一步往下分析的事件；往下分析的事件；基本事件基本事件符号，不能再往下分析的事件；符号，不能再往下分析的事件；正常事件正常事件符号，正常情况下存在的事件；符号，正常情况下存在的事件；省略事件省略事件，不能或不需要向下分析的事件；，不能或不需要向下分析的事件；失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号或门或门，表示，表示B1或或B2任一事件单独发生（输任一事件单独发生（输入）时，入）时，A事件都可以发生（输出）；事件都可以发生（输出）；与门与门，表示，表示B1、B2两个事件同时发生（输两个事件同时发生（输入）时，入）时，A事件才能发生（输出）；事件才能发生（输出）；逻逻逻逻辑辑辑辑门门门门符符符符号号号号失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号条件或门条件或门，表示，表示B1或或B2任一事任一事件单独发生（输入）时，还必件单独发生（输入）时，还必须满足条件须满足条件a，A事件才发生事件才发生（输出）；（输出）；条件与门条件与门，表示，表示B1、B2两个事两个事件同时发生（输入）时，还必件同时发生（输入）时，还必须满足条件须满足条件a，A事件才发生事件才发生（输出）；（输出）；限制门限制门，表示，表示B事件发生（输事件发生（输入）且满足条件入）且满足条件a时，时，A事件事件才能发生（输出）。
才能发生（输出）。
失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号失效树所用符号熟悉系统熟悉系统确定顶事件确定顶事件修改简化失效树修改简化失效树建立失效树建立失效树调查失效调查失效调查原因事件调查原因事件收集系统资料收集系统资料定性分析定性分析定量分析定量分析制定安全措施制定安全措施失效树的建立失效树的建立钻柱失效树模型钻柱失效树模型2.失效分析的程序与步骤失效分析的程序与步骤美国的美国的Brooks失效分析程序和失效分析程序和ASM失效分析程序失效分析程序
（一）
（一）失效情况的描述失效情况的描述以技术文件的形式记述失效以技术文件的形式记述失效的历史情况。
如失效的特征
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