在狭义的概念中,失效指的是机电产品功能丧失的现象。而失效分析则是一项技术和管理活动,专注于分析诊断失效的模式、原因及机理,并研究采取补救和预防措施。与之相关的交叉学科理论、技术和方法,我们称之为失效学。
失效的类型通常依据其失效模式和机理进行分类:
1. 断裂失效:这主要分为韧性断裂和脆性断裂两大类。其中,脆性断裂又包含低温脆性断裂、辐射脆化断裂等多种情形。
2. 非断裂失效:主要包括磨损失效、腐蚀失效和变形失效。磨损失效涵盖了磨粒磨损和粘着磨损,而腐蚀失效则分为氧化腐蚀和电化学腐蚀。
3. 复合失效机理:这是指多种失效机理共同作用导致的失效。例如,低周疲劳导致的断裂就是韧性断裂和疲劳断裂两种机理的复合表现。
产品失效的过程通常遵循“浴盆曲线”,这一过程可划分为三个阶段:
初期失效阶段:在产品使用初期,由于设计或制造上的缺陷,可能会导致明显的失效。
偶然失效阶段:在理想状态下,产品应不会出现“失效”现象。但由于环境、操作方法或管理不善等原因,可能会在某一时期导致偶然的失效。
磨损失效阶段:当产品出现失效萌芽后,其曲线会持续增长至最终失效期,也被称为损耗失效。
对可靠性工程而言,按失效发展过程对产品进行分类是非常有益的。在失效分析过程中,需遵循一系列基本原则,如保护失效现场,侦察并收集背景材料等。
具体而言,需对失效部件及碎片、周围散落物、表面特征、设备或部件特征以及周围环境条件进行详细记录和分析。还需听取操作人员和佐证人员对失效现象的描述,并制定、执行失效分析计划,综合评定分析结果,研究补救和预防措施,最终起草并提交失效分析报告。
总结而言,失效分析是机电产品出现失效后的系统工作,为后续的产品开发、设备运转及维护提供了技术基础和前提条件,是保障生产过程安全的重要环节。