01-汽车零部件断裂失效分析简述.ppt

汽车零部件断裂失效分析 2010·01 中国第一汽车集团公司技术中心 1、基本概念 失效：国家标准GB3187-82中定义：“失效（故障）----产品丧失规定的功能。对可修复产品，通常也称为故障。” 规定的功能：是指国家有关法规、质量标准、技术文件以及合同规定的对产品适用、安全和其它特性的要求。它既是产品质量的核心，又是产品是否失效的判据。 失效分析：是判断产品的失效模式，查找产品失效机理和原因，提出预防再失效对策的技术活动和管理活动。因此，失效分析的主要内容包括：明确分析对象，确定失效模式，研究失效机理，判定失效原因，提出预防措施(包括设计改进)。 失效模式：是指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。 失效原因：失效原因通常是指酿成失效甚至事故的直接关键性因素。 失效机理：失效机理是指失效的物理、化学变化本质和微观过程，可以追溯到原子、分子尺度和结构的变化，但与此相对的是它迟早也要表现出一系列宏观（外在的）的性能、性质变化和联系。失效机理是对失效的内在本质、必然性和规律性的研究，它是人们对失效内在本质认识的理论提高和升华。 失效分析在工程中的地位和作用 失效分析是可靠性工程的技术基础之一，可靠性是产品的关键质量指标，可靠性技术是质量保证技术的核心。可靠性技术从宏观统计入手，可以得到产品可靠性的各种特征参数和宏观规律，但不能回答产品怎样失效或为什么失效。 失效分析是安全工程的重要技术保证之一,安全工程以事故为研究对象，很多事故是由产品失效所致。失效分析可以找出薄弱环节，查明不安全因素，发现事故隐患，预测由失效引起的危险，提出优化的安全措施。是安全工程强有力的技术保证。 关于灰色系统 从人类实践的绝对性来看，人类可以穷尽对机电失效规律及其预防的认识，但从对失效分析的个别实践和认识来看，又总是在有限的空间内进行的。因此，对失效特点和规律的认识又往往是有限的和相对的，这就决定了失效分析的研究和发展总是处于一个灰色系统内。 包含着失效分析的持续性、阶段性、可认知性和无止境性等含义。 2、 汽车零部件及断裂失效特性 总成——发动机、离合器、变速器、传动系统、前桥、驱动桥、前后悬架系统、车身车架、转向系统、压力及容器系统等，又可以分为若干子系统和零部件。 2.1 总成、零件、结构、载荷 零件——齿轮类、轴杆类、弹簧类、轴承类、壳体类、支架类、紧固件类、油气管路、垫片类、轮带类、其它等； 结构——弯曲梁（悬臂、简支梁）、扭转杆、拉压杆、组合状态等； 配合——间隙或过盈配合、锁紧及摩擦配合、定位性配合、啮合性配合、支撑和约束等； 结构特性——刚性件、弹性件、柔性件、吸能件、平衡性件等； 载荷特性——脉动载荷、冲击或多冲载荷、振动、约束、动平衡载荷、热应力件、耐腐蚀件等。 2.2 汽车零部件失效特性 失效的批量性 与汽车的大规模生产方式有关，也与材料工艺的不稳定和异常的使用工况有关； 失效形式的多样性 汽车是一个结构和功能相对复杂的行走机械，零件零部件的结构和工艺种类繁多、工况和载荷形式不尽相同，带来的多样性； 失效的阶段性 这与设计、材料、工艺制造 水平等因素有关。 2.3 失效分析技术要点 鉴于“灰色系统”的原理，对于各种失效和问题的认知是一个持续、不断变换和深入的过程。对于实际的问题认知具有阶段性。是一个不断地积累、归纳和理性认识地过程。 掌握理论，尊重实际，符合逻辑，失效是一个实践和思维过程。要能够自我否定，不盲目追求 “结果”，承认总会有一些说不清的问题。 认识需要实践验证，宗旨在于解决问题。要熟知和掌握标准和技术条件及其意图，熟悉零部件功能和工作条件，同时关注各种技术条件与具体失效形式的关系。 2.3 汽车零部件的失效类型 QC/T34-92《汽车的故障模式及分类》中将常见故障分为6类： (a)损坏型故障模式。如：断裂、碎裂、开裂、点蚀、烧蚀、击穿、变形、拉伤、龟裂、压痕等。 (b)退化型故障模式。如：老化、变质、剥落、异常磨损等。 (c)松脱型故障模式。如：松动、脱落等。 (d)失调型故障模式。如：压力过高或过低、形成十条、间隙过大或过小、干涉。 (e)堵塞与渗漏型故障模式。如：堵塞、气阻、漏油、漏水、漏气、渗油等。 (f)性能衰退或功能失效型故障模式。如：功能失效、性能衰退、异响、过热等。 注：有些为失效形式，有些为失效的影响因素，有些为失效的结果。 汽车零部件的失效类型 失效类型：断裂、磨损、变形、腐蚀等； 常见类型：各种断裂和摩擦磨损失效； 断 裂：疲劳断裂（70~80%）、延迟开裂（较多见）、脆断、韧断等； 磨 损：磨粒磨损、粘着磨损、解除疲劳、拉伤、微动磨