可靠性与可靠性工程 Reliability Engineering.ppt

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1、1汽车可靠性技术第二十八讲主讲教师：杨志发　　　　　　　　　　　　　　　　学时：32汽车失效分析223内容提纲一、失效模式二、FMEA-失效模式影响分析三、FAT-故障树分析四、汽车零部件失效机理3一、失效模式4汽车零部件失效分析，是研究汽车零部件丧失其功能的原因、特征和规律；目的在于：分析原因，找出责任，提出改进和预防措施，提高汽车可靠性和使用寿命。1.1概述51）故障的危害与分级产品在规定的条件下，在规定的时间内，不能完成规定功能的现象称为失效，也称为故障。61.1概述通常，故障和失效具有同等概念

2、，但“失效”更多的用于不可修复产品（即丧失规定功能，等待报废），而“故障”则用于可修复产品（即丧失规定功能，等待修复）。71.1概述2）汽车零件失效的概念汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。失效不仅是指完全丧失原定功能，而且还包含功能降低和有严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性和安全性的零部件。3）失效分析的目的和意义目的：了解产品失效的真实情况，对产品进行系统地分析，鉴别其失效模式、失效机理、失效部位、失效时间、失效影响并进行后果分析，把失效影响和后果分析及时反馈给设计和制造部门，并据以制订改

3、进措施，以防止同类失效再度发生，是产品获得更高的可靠性。意义：是提高产品质量的重要手段。81.2失效模式1）定义按失效模式和失效机理对失效进行分类是研究失效的重要内容。失效模式：失效所表现出的形式。汽车及其零部件的失效模式并不是固定不变的，即同一种产品出现故障可以有不同的形式。零部件失效模式与它的结构、材料、设计、制造、储存、保养、工作环境等因素有关。汽车零部件失效方式有磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。一个零件可能同时存在几种失效模式或失效机理。基本原因主要内容应用举例工作条件零件的受力状况

4、曲柄连杆机构在承受气体压力过程中，各零件承受扭转、压缩、弯曲载荷及其应力作用；齿轮轮齿根部所承受的弯曲载荷及表面承受的接触载荷等；绝大多数汽车零件是在动态应力作用下工作的。工作环境汽车零件在不同的环境介质和不同的工作温度作用下，可能引起腐蚀磨损、磨料磨损以及热应力引起的热变形、热膨胀、热疲劳等失效，还可能造成材料的脆化，高分子材料的老化等。1.2失效模式2）零件失效的基本原因有工作条件、设计制造、使用维修等方面造成的影响。9基本原因主要内容应用举例设计制造设计不合理轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、

5、尖锐的棱边等造成应力集中；花键、键槽、油孔、销钉孔等处，设计时没有考虑到这些形状对截面的削弱和应力集中问题，或位置安排不妥当；选材不合理、制造工艺过程中操作不合理制动蹄片材料热稳定系数不好；产生裂纹、高残余内应力、表面质量不良；使用维修使用、维修汽车超载、润滑不良，频繁低温冷启动；破坏装配位置，改变装配精度；1.2失效模式1011汽车零件失效分类失效类型失效模式举例磨损粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损汽缸工作表面“拉缸”、曲轴“抱轴”、齿轮表面和滚动轴承表面的麻点、凹坑等疲劳断裂低

6、应力高周疲劳、高应力低周疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳曲轴断裂、齿轮轮齿折断等腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀湿式汽缸套外壁麻点、孔穴变形过量弹性变形、过量塑性变形曲轴弯曲、扭曲，基础件（汽缸体、变速器壳、驱动桥壳）变形老化龟裂、变硬橡胶轮胎、塑料器件1.2失效模式121.2失效模式3）失效模式131.2失效模式141）失效分析的步骤失效分析三要素：对象状态、失效原因、失效结果失效分析的主要步骤：失效调查通过调查，收集零部件的失效数、应力、时间、任务、次数等有关数据资料。在收集数据的同时，作现场记录。失效模式的

7、鉴定根据收集的失效数据的调查和失效现象的描述，鉴别失效与哪些零部件有关，并鉴别出失效模式。1.3失效分析15失效机理的推断根据前两项资料，结合零部件的结构、材料及收集制造情况和历史经验，寻找失效的规律和导致失效的内在原因，推断失效的机理。实验论证用实验的方法论证失效机理的推断是否准确。改进措施根据实验所论证的失效机理，针对产生失效的诸方面因素，拟定消除失效的各种措施，如设计、工艺、材质、公差配合、使用环境、质量控制等方面。1.3失效分析161.3失效分析2）失效分析方法按失效检验项目进行失效分析零件的

8、失效是由于工作应力大于失效抗力时所造成的。首先从零件的受力状态、环境介质、温度等考虑失效原因，然后根据资料和现场调查就可以确定主要的分析项目。按失效模式进行分析根据零件的残骸（断口或磨屑等）的特征和残留的有关失效过程信息，首先判断失效模式，进而推断失效的根本原因。171.3失效分析按系统工程分析方法这种方法把产品看出一个系统，采用数学方法或计算机等现代化工具，研究系统故障率的原因和结果之间的逻辑关系，对系统构成要素、组织结构、信息交换等功能进行分析、设计