零件失效的形式与原因

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1、第二章汽车零部件的失效模式及其分析重点：1.汽车零件失效的基本原因；2.汽车摩擦学理论；3.磨损的分类与失效；4.汽车零件疲劳；5.汽车零件的变形；6.汽车零件的腐蚀；第二章汽车零部件的失效模式及其分析难点：1.汽车摩擦学-混合摩擦；2.粘着磨损；微动磨损；3.腐蚀磨损；4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法；5.基础件的变形；第二章汽车零部件的失效模式及其分析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。第一节汽车零部件失效的概念及分类一、失效

2、的概念；二、失效的基本类型；三、零件失效的基本原因；一、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。二、失效的基本形式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。汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、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。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

3、滚动轴承表面的麻点、凹坑等疲劳断裂低应力高周疲劳、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、塑料器件三、零件失效的基本原因⒈工作条件包括零件的受力状况和工作环境；⒉设计制造设计不合理、选材不当、制造工艺不当等；⒊使用维修三、零件失效的基本原因⒈工作条件基本原因主要内容应用举例工作条件零件的受力状况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

4、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。三、零件失效的基本原因⒉设计制造；⒊使用维修；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、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

5、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；第二节汽车零部件磨损失效模式与失效机理汽车或机械运动在其运动中都是一个物体与另一物体相接触、或与其周围的液体或气体介质相接触，与此同时在运动过程中，产生阻碍运动的效应，这就是摩擦。由于摩擦，系统的运动面和动力面性质受到影响和干扰，使系统的一部分能量以热量形式发散和以噪音形式消失。同时，摩擦效应还伴随着表面材料的逐渐消耗，这就是磨损。磨损是摩擦效应的一种表现和

6、结果。“磨损是构件由于其表面相对运动而在承载表面上不断出现材料损失的过程。”据统计有75%的汽车零件由于磨损而报废。因此磨损是引起汽车零件失效的主要原因之一。一、摩擦学基础理论⒈摩擦理论；⒉摩擦分类；⒈几种主要的摩擦理论名称主要内容⒈机械理论当两固体表面接触时，由于表面凹凸不平，相互啮合，产生了阻碍两固体接触表面相对运动的作用。（只适用于固体的粗糙表面）⒉分子吸附理论摩擦力产生得主要原因在于两摩擦表面分子之间的相互吸引力。⒊粘着理论摩擦力主要取决于剪断金属粘着和冷焊点所需的剪切力。⒋分子－机械理论发生在接触点处分子吸引和机械啮合所构成

7、的合成阻力就是所谓的摩擦力。在载荷作用下的接触表面的相互作用可分为机械作用（取决于表面变形）和分子作用（取决于原子相互吸引），在摩擦过程中所占比例与材料的表面粗糙度、载荷大小、材料种类等因素有关。⒉摩擦分类分类方式内容举例按摩擦副的相对运动形式滑动摩擦活塞与活塞环在气缸孔的往复运动滚动摩擦滚动轴承滚柱、滚珠与内、外圈滚道表面间的摩擦复合摩擦凸轮轴凸轮与气门挺杆表面间、齿轮传动机构轮齿表面所发生的摩擦按摩擦副表面的润滑状况固体摩擦汽车离合器、制动器流体摩擦桶面活塞环与气缸壁、轴颈与轴瓦边界摩擦发动机活塞环与缸套上部、配汽机构凸轮与挺杆、

8、齿轮传动副的齿面二、磨损的分类磨损与零件所受的应力状态、工作与润滑条件、加工表面形貌、材料的组织结构与性能以及环境介质的化学作用等一系列因素有关；按表面破坏机理和特征，磨损可分为磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨