铁路行车安全中失效分析技术的应用

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1、铁路行车安全中失效分析技术的应用12172030摘要：本文介绍了失效分析技术的发展概况和基本原理，用失效分析技术解读铁路行车安全，并以修改车轮扁疤维修标准为例，说明了失效分析理论的实际使用方法。关键字：铁路、行车安全、失效分析。正文：1.用失效分析技术指导铁路行车安全工作失效分析预测预防是分析诊断行车事故、事故隐患、事故风险并实施预测控制和预防的科学。它是防止失效事故的再发生、减少经济或人员伤亡的必由之路：也是发展新学科、新理论、新材料、新工艺、新方法。创建优质名牌企业、提高产品的质量重要途径。失效分析技术已广泛应用于从空间站、飞机发动机到汽车、火车；从空调、

2、洗衣机等家电产品到电子通讯系统；从舰船到石化设备；从内燃机、核能、电站设备到通用机械等各个领域。失效分析预测预防是铁路部门安全和维修工作的技术基础和前提条件；是修改和完善《铁路技术规程》、各项技术标准的科学依据。失效分析技术的主要研究内容是：检测缺陷的位置，分析故障的原因，消除病害的源头，预测产品的寿命。对于机械来说。主要研究它的常见失效模式，如蠕变，冲击振动，疲劳、断裂、磨损、润滑、腐蚀等。失效分析技术的主要研究方法是从故障现象、失效的零件和残骸人手，找出失效的原因，提出改进措施，避免类似的事故发生。总之，为确保产品可靠，少出故障，必须做好故障事前(设计)，

3、事中(运行的故障诊断)和事后(失效分析)每一步的分析研究工作。失效模式影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA)是可靠性分析中的重要手段。FMEA是利用已经积累的经验，从每一个零部件或每一道工序开始，分析可能发生的故障，并分析它对整机或上一级系统的影响程度，以便在设计阶段确定关键的零件和故障模式，对所有可预计的故障，按重要程度逐一采取防范措施，最大限度防止故障的发生。FTA是一种用于大型复杂系统可靠性的分析方法。它不仅能对系统进行一般地可靠性分析，还可以对一些特定的故障模式进行层层追踪，从而在清晰的故障树下表达系统故障事件的内在联系。它特别有利于从整机或系统故

4、障开始，逐步分析到基本零件失效的原因。失效分析是一门涉及多学科的边缘学科。它包括断裂力学、断裂物理、材料学、化学、工艺学、断口学及其检验方法等知识。从事失效分析的工程技术人员不仅要正确地掌握这些知识，而且还必须将各专业知识和技术准确地用到失效分析工作中去，因此说失效分析工作是一个技术含量很高的科技研究工作。失效分析技术强调，记载有故障现象、故障原因、和改进措施的故障手册，是重要的技术财富，应当视同设计图纸一样重要。通常，所有设计、制造中的失败案例，现场试验和实际运用的数据都应放人可随时检索的数据库，以便设计者吸取教训，不断改进设计。这些改进措施和检验标准应成为

5、产品设计规范的重要内容。实践证明，保证行车安全不能听天由命，不能只讲人的因素，不能沿用“人海战术”和“严防死守”一类落后的管理模式。保证行车安全也不能只依赖先进的技术装备。我们必须认真学习我国航天部门的先进经验，用失效分析技术指导我们的维修工作，制定先进的作业方式和合理的技术标准，用定量的方法去预测事故的可能性，预防事故的发生。只有如此，我们的安全工作才能增加可靠性，减少盲目性和偶然性。安全工作是一个系统工程。要想保证铁路行车安全就必须把失效分析、预测预防工作放在重要地位。我们建议在铁道部标准计量研究所建立一个全路的失效分析中心，各局标准计量所设置分中心，专业

6、从事失效分析技术的研究工作。中国铁道学会及各省铁道学会分会也应分工协作，针对不同的课题，定期组织大专院校、研究机构及现场人员进行专题论证，总结经验，深入分析事故的原因。同时还应对现场相关技术人员进行失效分析专业培训。所有的事故分析报告、相关分析资料应统一放人数据库由全路共享。2.失效分析技术的基本原理失效技术有定性和定量分析两种方法。定量化的方法要从故障(失效)的概率分布讲起，定量地设计、试验、控制和管理产品的可靠性。定性方法则是把过去处理失效的经验运用到产品设计中，使它具有免故障的能力。定性和定量方法是相辅相成的。它不仅强调事前在设计阶段预测和预防所有可能发

7、生的故障和隐患；事中在产品运行中做好故障诊断、检测，以保持运行的可靠性；也强调事后对产品发生故障或失效后的分析，找出产品的故障模式及原因，研究预防故障的方法。其中重要的一条是设置故障监测和诊断装置。在没有现成数据和可用的经验时，可靠性确认试验，现场观测是十分有效的手段。首先，我们要研究一下如何用失效率来用测算构件的寿命。所谓失效率是工作到某时刻尚未失效的产品。在该时刻后单位时间内发生失效的概率。一般记为λ，它是时间t的函数，故一般记为λ(t)，称为失效率函数，有时也称为故障率函数或风险函数。按上述定义，失效率是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内发生失效

8、的条件概率，即：λt=limΔt→01