lsdyna中关于材料失效

关于Ls-Dyna中材料失效准则的定义

关于dyna中材料失效准则的定义

有些材料类型中有关于失效准则的定义，但是也有些材料类型没有失效准则的材料类型，这时需要额外的失效准则定义，与材料参数一块定义材料特性。需要用到*mat_add_erosion关键字，对于这个关键字有几个需要注意的地方。

1、材料的通用性破坏准则：`

材料通常为拉破坏或者剪切破坏，静水压是以压为正，拉为负，所以静水压破坏就是给出最小的承受压力，当然需要小于0（即拉力），如果静水压小于该值，则材料破坏。相反，应力则是以压为负，拉为正，故最大主应力或最大等效应力或最大剪应力破坏等等都是给出最大的应力极限，当然大于0，如果拉应力大于该值，则材料破坏，无论是*MAT_ADD_EROSION，还是材料内部自带的破坏准则还是其他软件，都遵循以上准则。

注意：屈服不是失效。

2、单元失效模拟的功能与目的

单元删除功能是为了克服有限元本身的缺陷而提出的一项方法，由于有限元本身是基于连续介质力学的，而在连续介质力学中，所研究的物体需要是连续的，既物质域在空间中连续。在这样的理论假设

框架下，单元本身是不会消失的。然而在实际情况下，由于损伤断裂的存在，势必会使得一些单元消失或者完全的失效，所以为了能够模拟这种情况，DYNA 提供了单元失效功能。

破坏、失效、断裂，都是工程性的概念，它表示在达到某一准则后，结构、构件、或者构件中的某一部分，从结构中退出工作，不再影响整体结构的受力。而从有限元概念上说，对上述机制的模拟，基本手段都是一样的，就是当满足某一指标（比如某个应变大小）后，将一个单元或者一个积分点的质量、刚度和应力、应变都设为零（或者非常接近与零），这样它在整体结构计算中就不再发挥作用，进而实现了退出工作机制的模拟。所以，无论是把纤维模型中的某个纤维、或者分层壳模型中的某一层、或者实体模型中的某个积分点，或者结构中的某个单元，让其不再参与整体结构计算，都可以达到模拟破坏退出工作的目的。而所谓单元生死技术，是上述基本概念在有限元程序中的一个“打包”应用。它除了让单元不再参与计算外，一般还有一个重要的附加功能，就是对仅和“被杀死”单元相连的“孤岛”节点，让其自由度不再参与整体结构计算，以减少计算困难。而后来有限元程序的前后处理又不断改进，可以做到在后处理里面“看不到”已杀死的单元，这样就显得更加真实。但正因为这些包装，使得很多人反而忘记了所谓单元生死技术的基本概念。

所以，不要被单元生死吓到，即便是有限元程序不提供“单元生死”功能，通过适当的设计单元质量、刚度和应力应变矩阵，也可以

实现单元生死同样的效果。至于构件的部分或局部破坏（诸如钢筋的断裂），更是有多种实现方法，使用者可以灵活掌握。

3、关于关键字参数

这个参数有两行参数，第一行：MID（MID - 待失效的材料编号），excl（排除数字，任意假设）；第二行：PFAIL（失效压力），SIGPI （失效主应力），SIGVM（失效等效应力，一般指抗拉强度），EPSPI （失效主应变），EPSSH（失效剪应变），SIGTH（极限应力），IMPULSE （失效应力冲量），FAILTM（失效时间）。

其中excl为排除数字，这个数字可以任意定义，如果第二行某个参数和这个数据相同，那么该参数定义的失效准则就被忽略。（第二行可以定义很多准则）。不选用其它失效准则不能留空，必须要填排除数字。

关于 PFAIL 关键字的说明：此关键字表示物体的静水压破坏，即各个方向受到相同压力时的破坏准则，其中压为正，拉为负，一般材料尤其是混凝土材料都是拉伸破坏，故此参数一般定义为负数，对于大小比较的是代数值的大小，因此当低于此准则即拉应力超过允许数值，材料即宣告破坏（类似抗压强度）。当实际的静水压力（其实应该是拉力）小 (大？) 于此值（代数大小），材料即宣告破坏。

除最后一个是关于时间的破坏准则外，其余的六个破坏准则都是正数，表示拉力，当计算的数值大于此值时材料失效删除。

4、关于材料失效;

压缩破坏在这个关键字中无法体现，要想施加压缩破坏准则，必须要自己定义关键字参数，即进行二次开发。另外，需要说明的是，动态破坏的基本特性是时率相关性和损伤积累性，损伤这一块，特别是微观上真实的损伤，而不是宏观上的唯象损伤，DYNA几乎是空白，所以就需要自定义材料了。

另外，应力波的破坏形式有两种，即拉伸破坏和剪切破坏，很少有材料是压缩破坏的，因为还没有达到压缩破坏的阀值的时候可能由于泊松比导致的侧向拉力已经达到了极限，所以混凝土材料真正的压缩强度是多少没有人知道。

5、参数的使用范围 `

关键字的使用范围只是单点积分的 2d 和 3d 的实体单元。

6、关于材料失效与裂纹

在 DYNA 中，材料一旦失效就被自动的删除，而结构之所以出现裂缝或者破碎，是因为结构单元中一部分单元失效，另一部分未失效，这些未失效的部分被孤立就形成了破碎。

裂纹的形成有两种方式，一种是定义单元失效准则

（*mat_add_erosion关键字），这种在定义的时候裂纹部位的网格

必须足够的密，否则大量单元时效对结算结果会有较大影响；另一种是定义节点约束失效形成裂纹，方法是单元之间不是通过共节点进行连接，而是相互独立的，通过定义失效约束进行连接，这种方法的问题在于建立模型的过程比较复杂。

失效和失效形式的分类

第1章失效和失效形式的分类1 第1章 失效和失效形式的分类 机械构件或机械制品在实际使用过程中，由于载荷、温度、介质等力学及环境因素的作用，以磨损、腐蚀、断裂、变形等方式失效，这给国民经济带来极大的损失，严重的失效事故甚至会造成人身伤亡。失效分析的目的是确定失效性质，查找失效原因，提出预防监控以及设计改进意见，避免和防止类似失效的重复发生。失效分析工作对材料的正确选择和使用，促进新材料、新工艺、新技术和新结构的发展，对产品设计、制造技术的改进，对材料及零件质量检查、验收标准的制定，改进设备的操作与维护，以及促进设备监控技术的发展等方面具有重要作用。 1.1 失效的定义 机械产品的零件或部件处于下列3种状态之一时，就可定义为失效：① 当它完全不能工作时；② 仍然可以工作，但已不能令人满意地实现预期的功能时；③ 受到严重损伤不能可靠而安全地继续使用，必须立即从产品或装备上拆下来进行修理或更换时。 机械产品及零部件常见的失效类型包括变形失效、损伤失效和断裂失效三大类。 机械产品及零部件的失效是一个由损伤、萌生、扩展（积累）直至破坏的发展过程。不同失效类型其发展过程不同，过程的各个阶段的发展速度也不相同。 按照机械产品使用的过程，可将失效分为3类。 1．早期失效 在使用初期，由于设计和制造上的缺陷而诱发的失效，称为早期失效。因为使用初期，容易暴露上述缺陷而导致失效，因此失效率往往较高，但随着使用时间的延长，其失效率则很快下降。假若在产品出厂前即进行旨在剔除这类缺陷的过程，则在产品正式使用时，便可使失效率大体保持恒定值。 2．随机失效 在理想的情况下，产品或装备发生损伤或老化之前，应是无“失效”的。但是由于环境的偶然变化、操作时的人为差错或者由于管理不善，仍可能产生随机失效或称偶然

失效分析论文 2

滚动轴承的失效分析及预防 摘要：滚动轴承是现代机械传动中重要的基础部件之一。它也是极易造成破坏的一种机械零件。滚动轴承的好坏将直接影响到生产的顺利进行。因此对滚动轴承的失效原因进行分析对于设备的使用及维护都有着非常重要的指导意义。 关键词：滚动轴承；失效分析；维护 一、概述 滚动轴承是旋转机械中的重要零件。滚动轴承由于摩擦系数小，启动阻力小及对润滑剂粘度敏感性低，运动精度高，成本低等优点，而且它正标准化，选用润滑、维护都很方便，因此在一般机械中应用极为广泛。但是它同时也具有承受冲击能力差，滚动体上载荷分布不均匀等缺点，因此在机械生产中常会出现轴承的磨损、刮伤、胶合，产生噪声，甚至整个轴承烧伤等现象。这将影响到整个企业的正常生产工作，严重时可能会带来巨大的经济损失。因此分析滚动轴承的失效原因及寻找有效的预防措施就显得尤为重要。 二、滚动轴承的失效分析 2.1轴承的疲劳剥落 轴承的内外滚道和滚动体表面在正常工作状态下既承受载荷又产生相对滚动，同时轴承又受到轴向载荷和径向载荷，在周期性的交变载荷的作用下，产生交变应力，这个应力循环次数越来越多，达到一定数值后轴承表面会出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，裂纹会受到应力作用和润滑油的侵蚀，当裂纹向轴承衬和衬背结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落，产生的剥落周边不规则，由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。另外疲劳磨损引起表面金属小片状脱落，在轴承表面形成一个个麻坑，当麻坑尺寸大时，麻坑成为下凹的舌状，或成椭圆形。麻坑附近有明显的塑性变形痕迹，塑性变形中金属的流动的方向与摩擦力的方向一致。在麻坑的前沿和坑的根部，还有多处明显发展的表面疲劳裂纹和二次裂纹。疲劳剥落是轴承失效的主要形式，当出现疲劳失效后，会造成较强烈的振动、噪声和发热现象。 2.2轴承的磨损失效 轴承的滚道和滚动体之间相对运动产生摩擦导致其表面金属不断磨损而产生失效。滚动轴承常见的磨损失效形式主要有粘着磨损和磨料磨损。粘着磨损是由于在两个配合面上局部应力很高，使之产生严重的塑性变形，并产生牢固的粘合或焊合。当摩擦副表面发生粘合后，如果粘合出处的结合强度大于基体的强度，剪切撕脱将发生在相对强度较低的金属亚表层，

滚动轴承常见的失效形式及原因

滚动轴承常见的失效形式及原因分析 滚动轴承在使用过程中由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产 生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、 电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面． 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部

（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下： A、制造因素 1、产品结构设计的影响：产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。 2、材料品质的影响：轴承工作时，零件滚动表面承受周期性交变载荷或冲击载荷。由于零件之间的接触面积很小，因此，会产生极高的接触应力。在接触应力反复作用下，零件工作表面将产生接触疲劳而导致金属剥落。就材料本身的品质来讲，其表面缺陷有裂纹、表面夹渣、折叠、结疤、氧化皮和毛刺等，内部缺陷有严重偏析和疏松、显微孔隙、缩孔、气泡、白点、过烧等，这些缺陷都是造成轴承早期疲劳剥落的主要原因。

齿轮失效分析论文

毕业论文题目：齿轮的失效分析 姓名：杨新源 学号：2010053105 专业：矿山机电 班级：10-03 指导教师：刘霞 2011年9月20日

目录 目录 (2) 引言 (3) 一、齿轮传动的特点、类型 (3) 二、齿轮传动的基本要求 (4) 三、齿轮的失效形式以及解决措施 (4) （一）轮齿断齿 (4) （二）齿面磨损 (5) （三）齿面点蚀 (6) （四）齿面胶合 (7) （五）齿面塑性变形 (7) 四、常规齿轮损伤和失效的主要原因探究 (7) 五、齿轮的常用材料的基本要求 (8) 六、齿轮的常用材料及热处理 (9) 七、小结 (10) 致谢 (11) 参考文献 (12)

摘要：在现代社会工业发展中，齿轮是传动件中应用最广的重要工具，齿轮的类型很多，工况条件较为复杂。因此失效形式及影响因素也较多。尽管如此,从齿轮的基本特征特征产生原因和对策等方面都有其基本规律。并且齿轮失效常发生在轮齿部分，因此运用基本规律对具体齿轮的损伤作用具体分析，便不难查。这对机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命,具有非常重要的参考价值. 关键词：磨损失效分析齿轮损伤材料热处理

引言 在机械工程中，齿轮传动应用甚为广泛，齿轮传动是机械传动中一种重要的传动方式，并且往往处于极为重要的部位，因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。齿轮的失效可分为轮体失效和轮齿失效两大类。由于轮体失效在一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效，就是齿轮在运转过程中，由于某种原因，使轮齿在尺寸、形状或材料性能上发生改变而导致整体设备不能正常工作。 要知道齿轮的失效形式，我们就应该先了解齿轮的传动类型、齿轮的特点、工作环境、只有清楚的知道了它的工作原理，才能更好的分析出它的失效形式 一、齿轮传动的特点、类型 齿轮的传动是目前最重要也是应用最广泛的一种传动形式。与其他机械传动相比。齿轮传动具有以下特点 优点：效率高，传动比稳定，工作可靠，寿命长，结构紧凑；适用的功率和速度范围广；可实现空间任意两轴间的传动。 缺点：制造成本高，安装精度要求高，当齿轮精度低，且速度较大时噪声大；不宜用于中心距较大的传动。 齿轮的传动类型： （一）按照齿轮的传动比是否恒定，可将齿轮传动分为 1.非圆齿轮传动，（传动比变化） 2.圆形齿轮传动（传动比恒定）两大类，

材料失效分析

材料失效分析 ——金属的疲劳破坏 1.1材料失效简介 材料失效分析在工程上正得到日益广泛的应用和普遍的重视。失效分析对改进产品设计、选材等提供依据，并可防止或减少断裂事故的发生；可以提高机械产品的信誉，并能起到技术反馈作用，明显提高经济效益。大力开展失效分析研究，无论对工业、民生、科技发展，都具有极其重要的作用。 所谓失效——主要指机械构件由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而引起的机械构件不能完满地完成指定的功能。亦可称为故障或事故。一个机械零部件被认为是失效，应根据是否具有以下三个条件中的一个为判据： （1）零件完全破坏，不能工作； （2）严重损伤，继续工作不安全； （3）虽能暂时安全工作，但已不能满意完成指定任务。 上述情况的任何一种发生，都认为零件已经失效。 机械零部件最常见的失效形式有以下几种： 1.断裂失效：通常包括塑性（韧性）断裂失效；低应力脆性断裂失效；疲劳断裂失效； 蠕变断裂失效；应力腐蚀断裂失效。 2.表面损伤失效：通常包括磨损失效；腐蚀失效；表面疲劳失效 3.变形失效：包括塑性变形失效；弹性变形失效,同一种零件可有几种不同失效形式。一个零件失效，总是由一种形式起主导作用，很少以两种形式主导失效的。但它们可以组合为更复杂的失效形式，例如腐蚀磨损、腐蚀疲劳等。 2.1疲劳破坏 飞机、船舶、汽车、动力机械、工程机械 、冶金、石油等机械以及铁路桥梁等的主要零件和构件，大多在循环变化的载荷下工作，疲劳是其主要的失效形式。 金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。 2.2疲劳断裂的特征 1、疲劳断裂应力1σ（周期载荷中的最大应力 max σ）远比静载荷下材料的抗拉强度 b σ低，甚至比屈服强度s σ也低得多。 2、不管是脆性材料或延性材料，其疲劳断裂在宏观上均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，故疲劳断裂一般表现为低应力脆断。 3、疲劳破断是损伤的积累，积累到一定程度，即裂纹扩展到一定程度后才突然断裂。 断裂前要经过较长时间的应力循环次数N （＝104；105；106……）才断裂，所以疲劳断 裂是与时间有关的断裂。在恒应力或恒应变下，疲劳将由三个过程组成：裂纹的形成（形核）；裂纹扩展到临界尺寸；余下断面的不稳定断裂。在宏观上可清楚看到后二个过程。 4、材料抵抗疲劳载荷的抗力比一般静载荷要敏感得多。疲劳抗力不仅决定于材料本 身，而且敏感地决定于构件的形状，尺寸、表面状态、服役条件和所处环境等。

失效分析论文

管板与壳体连接焊接接头失效的结构因素分析 论文关键词:限速器安全钳失效原因保养 论文摘要:限速器一安全钳系统是电梯中重要的安全装置,介绍了限速器一安全钳系统 的工作原理,结合电梯现场检验发现的问题,分析了该系统的失效原因,指出了该系统的保养方法。 关键词:限速器安全钳失效原因保养 电梯是载人的垂直交通工具,必须将安全运行放在首位。为保证电梯安全运行,从设计、制造、安装等各个环节都要充分考虑到防止危险的发生,并针对各种可能发生的危险,设置 专门的安全装置。限速器一安全钳系统是电梯必不可少的安全装置,当电梯超速、运行失控或悬挂装置断裂时,限速器一安全钳装置迅速将电梯轿厢制停在导轨上,并保持静止状态,从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。限速器一安全钳系统在电梯生产过程中已进行安全 试验,应能够满足性能要求,但是电梯的安全技术性能不仅取决于设计制造质量,很大程度上还取决于安装调试质量,特别是在电梯经过一段时间的使用后,限速器一安全钳系统将会因 磨损、锈蚀、疲劳等情况引起参数改变或功能减弱、丧失等。因此,分析限速器一安全钳系统失效的原因,并在日常对该系统进行合理的维护保养就显得特别重要,这是电梯安全管理 的重要环节。 1限速器一安全钳系统工作原理 限速器是限制电梯运行速度的装置,当轿厢上行或下行超速时,通过电器触点使电梯停 止运行。当下行超速,电器触点动作仍不能使电梯停止,速度超过电梯额定速度115%以后, 限速器机械动作,拉动安全钳夹住导轨将轿厢制停;当断绳造成轿厢或对重坠落时,也可由限速器的机械动作拉动安全钳,使轿厢制停在导轨上。限速器按动作原理可分为摆捶式和离心式两种,限速器一般安装在机房。安全钳按结构和工作原理分为瞬时安全钳和渐近式安全钳,安全钳一般安装在轿架的底梁,成对地同时作用在导轨上。 2限速器一安全钳系统检验中发现的问题 在对限速器一安全钳系统的检验中,发现部分电梯由于维护保养不善,致使该安全装置 根本达不到正常的工作要求,主要存在下列问题。 (1)因限速器弹簧长期处于反复伸缩状态,使其整定动作速度改变。 (2)转动部件长期缺油,阻力增大致使离心甩动部分动作不灵活。 (3)由于钢丝绳自身的变化延伸,造成张紧装置触地,使钢丝绳张力不够,发生打滑。 (4)安全钳的连杆拉臂传动部分缺油、锈蚀,致使提升力大大超过300N。 (5)主动杠杆末端与安全钳联动开关距离过大,拉臂提起时,开关不能同时动作。 (6)楔块与导轨侧工作面间隙过大,在连杆提起时,楔块卡不住导轨。 (7)楔块内油污过多,松开拉臂后楔块不能复位,造成导轨受损。 这些问题的存在不仅使限速器一安全钳系统成了摆设,而且容易使人产生心理麻痹,潜 在危害更大。 3限速器一安全钳系统失效原因分析

材料断裂理论与失效分析知识点

作业：（8）航空发动机涡轮盘-叶片结构 ◆材料为镍基高温合金，为什么？ ◆服役环境的要素有哪些？ ◆有可能发生的失效类型是什么？ ◆如何设计实验确定失效的类型？ ◆改进的建议和措施 一．涡轮叶片的材料 涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，是一种特殊的零件，它的数量多，形状复杂，要求高，加工难度大，而且是故障多发的零件，一直以来各发动机厂的生产的关键。所以对涡轮叶片材料就有更高的要求。 涡轮叶片的材料一般选择镍基高温合金。镍基合金就是以镍为基础，加入其他的金属，比如钨、钴、钛、铁等金属，做成以镍为基础的合金。有的镍基高温合金含镍量达到70%左右，其次Cr含量也比较高。其性能主要有： 1.物理性能。具有较高的熔点和弹性模量；各温度下均有较低的热膨胀系数，且随温度变化不大；没有磁性。 2.耐腐蚀性。镍基合金由于含Cr，在氧化性的腐蚀环境中的耐腐蚀性优于纯镍。同时，由于Ni含量高，在还原性腐蚀环境下也能维持良好的耐腐蚀性能。还具有良好的耐应力腐蚀开裂性能，也能抵抗氨气和渗氮、渗碳气氛。 3.机械性能。镍基高温合金在零下、室温及高温时都具有很好的机械性能。 4.高温特性。高温下耐氧化性极佳，对氮、氢以及渗碳也具有极佳的耐受性。 5.热处理及加工、焊接性。高温镍基合金不能通过热处理进行失效硬化，但可以进行固溶热处理和退火处理等。高温镍基合金比较容易进行热加工，冷加工性能比奥氏体不锈钢好。焊接性能与标准奥氏体钢一样，可采用TIG焊接、MIG焊接以及手工电弧焊。 总的来说，镍基合金具有优良的热强热硬性能、热稳定性能及热疲劳性能，可以承受复杂应力，组织稳定，有害相少，高温时抗氧化热腐蚀性好，蠕变特性出色，能够在相当苛刻的高温环境下进行服役。所以涡轮叶片的材料选择高温镍基合金。 二.涡轮叶片的服役环境 涡轮处于燃烧室后面的一个高温部件，而涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，即涡轮叶片的服役环境特别的复杂与恶劣。总得来说，涡轮叶片服役环境的要素主要有： 1.不均匀的高温条件下工作。涡轮处于燃烧室后面的一个高温部件，涡轮工作叶片的工作温度大约在720℃～1120℃，其在工作时已达到红热状态，并且其温度场不均匀，随着飞行状态的变化而承受不同的温度，而且还存在高温氧化，这些都使得涡轮叶片的服役环境非常恶劣。 2.高转速条件下工作。涡轮发动机靠涡轮叶片快速旋转将燃气压缩排出，装化为机械能，为航天器提供动力。 3.高应力和复杂应力条件下工作。涡轮工作叶片承受很大的离心力及其弯矩，还要承受燃气施加的很高的弯曲载荷、热应力，还有振动应力和气动力等复杂的应力作用。 4.受到燃气高频脉动及燃气腐蚀的影响。涡轮工作叶片直接接触高温高压燃气，燃烧产生的燃气含有大量的Na，V，S等热腐蚀性元素，使得涡轮工作叶片的工作环境更为苛刻。 三．可能发生的失效类型 根据涡轮叶片的服役环境，可以推断出涡轮叶片的失效方式大概分为正常失效和非正常失效两种。 1.正常失效中的叶片损伤包括由磨损、掉块、内裂等构成的表观损伤和内部冶金组织损伤两类。其中，内部冶金组织损伤是指叶片在低于规定使用温度和应力的服役环境下发生的诸如γ＇相粗化，晶界及晶界碳化物形貌的变化，脆性相生成等显微组织的变化。导致的主要失效形式是蠕变失效，但同时还有高温腐蚀、热疲劳和低周疲劳及其交互作用等。蠕变损伤主要表现为蠕变孔洞和蠕变裂纹的产生。 大多数涡轮叶片的失效方式为正常失效方式，即蠕变失效、蠕变－疲劳交互作用导致的失效和腐蚀失效。 2.非正常失效是由于叶片设计不当、制备缺陷或人员操作不当引起的失效行为，主要表现为高周疲劳、超温服役引起的过热甚至过烧等失效形式。 总的来说，涡轮叶片可能的失效类型主要为：疲劳失效、蠕变失效和过载断裂等。 四．设计实验确定失效的类型 1.疲劳失效。金属零件再使用中发生的疲劳断裂具有突发性、高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点；引起疲劳断裂的应力一般很低，端口上经常可观察到特殊的、反映断裂各阶段宏观及微观过程的特殊花样。典型的疲劳端口的宏观形貌结构可分为疲劳核心、疲劳源区、疲劳裂纹的选择发展区、裂纹的快速扩展区及瞬时断裂区等五个区域。 2.蠕变失效。蠕变断裂是材料在恒定应力（应力水平低于材料的断裂强度）作用下应变时间逐渐增加，最后发生断裂。明显的塑性变形是蠕变断裂的主要特征，在端口附近产生许多裂纹，使断裂件的表面呈现龟裂现象。

失效论文

轴类零件失效分析 摘要：对工程中普通轴类零件的断裂失效机理和原因进行了分析，阐述了轴弯曲和扭转断裂的特征、裂纹萌生部位及扩展方向。为设计、选材、冶金质量和工艺研究提出解决问题的方向。 关键词：轴失效应力断裂 0 前言 轴一般是作为传递力的构件，通常它承受弯曲载荷、扭转载荷或弯扭复合载荷,在一些机构中轴也承受拉压载荷。轴在工作过程中可以因疲劳、弯曲、扭转或拉伸应力而断裂，但疲劳断裂是轴的普遍断裂形式。轴上附着装配其它零件的位置往往是危险的部位，破坏可能由此产生。 1 轴的弯曲断裂 轴弯曲断裂不论是由简单过载荷引起的，还是由疲劳载荷而引起的，都有着相同的应力取向。弯曲应力引起的断裂有3个明显的特征[ 1 ]：①最大施加应力位于轴的表面(图1)；②断裂的裂纹垂直于拉伸应力（图2），而拉伸应力出现在弯曲的一边(图3)；③断裂源一般出现于轴的表面上，有时也出现于亚表面处。 图1 轴弯曲断裂时裂纹产生和扩展的方向示意图

图2 尖锐圆角轴疲劳断裂时的蝶形断口示意图 图3 轴弯曲时的轴向应力分布 图1显示柱状轴和阶梯轴在单向弯曲过载荷中裂纹是怎样取向的。应力峰台阶或刀痕起着限定弯曲裂纹位置的作用。因为在应力峰处应力最高，裂纹往往在此萌生。 无旋转的反复弯曲疲劳的轴，裂纹在轴的两个对边产生，因为每一边都经受交替拉伸和压缩应力，它们所受的力，其状态是均等的。 旋转弯曲疲劳中，裂纹萌生于围绕圆周的任一位置。在较高应力或较高应力集中下，裂纹可能在周围多个位置上萌生。 例如[ 2]，有一减顶泵，泵轴材料为3Cr13马氏体不锈钢，在工作过程中承受着一个交变的旋转弯曲载荷作用，在泵轴键槽底部的蚀坑处发生断裂。断口明显地分为三个区：裂纹起始区、扩展区及瞬时静断区。图4为断口三区示意图，扩展区有河流状花样，没有明显的塑性变形迹象，属于脆性断裂。所以失效泵轴的断裂，是在交变载荷的作用下，在泵轴键槽底部表面的蚀坑处，产生了严重的缺口效应，形成很高的局部应力集中，而引起的疲劳断裂。

材料失效分析论文

材料的疲劳断裂失效与预防 摘要:本文从材料疲劳断裂的研究发展，破坏特点及断口分析材料疲劳断裂的原因，并介绍材料疲劳断裂的预防。 关键词：疲劳断裂断口预防 前言 作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平，材料失效 问题普遍存在于各类材料中，它直接影响着产品的质量，关系到企业的信誉和生存。材料失 效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点，材料的失效分析和预测预防工作在经济 发展中占有十分重要的地位，对于材料失效问题的判断和解决能力，代表了一个国家的科学 技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式。 材料的疲劳断裂失效的研究和发展 材料的疲劳与断裂研究试图寻找材料宏观疲劳断裂行为与微观组织形貌的关系。试图探 求材料疲劳与断裂的微观机制。 金属(非金属)材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫疲劳；虽然在一般情 况下，这个术语特指那些导致开裂或破坏的性能变化。 机械构件由于材料疲劳损伤导致的断裂往往没有明显的征兆，因此经常引起巨大的灾难 性事故，造成人民生命财产损失。因此各个先进的工业化国家都非常重视疲劳与断裂的研究。 材料疲劳与断裂的研究经历了几个阶段。目前，人们已经认识到在循环载荷作用下，金 属多晶材料的许多晶粒内部会出现滑移带。这些滑移带会在疲劳形变中继续变化，并导致形 成裂纹，而试样的突然破坏是由某条起主导作用的裂纹向前扩展造成的。现在，人们可以较 好的定量描述裂纹扩展的速率，但是，用材料显微组织的特性可靠的预测其宏观的疲劳断裂 性能，还有大量的极具挑战性的工作需要开展，特别是在新材料迅猛发展的时代。 虽然恒定循环应力幅作用下的疲劳破坏是疲劳基本研究的主要内容，但由于工程应用中 的服役条件不可避免的含有变幅载荷谱，苛刻环境，低温或高温及多轴应力状态，因此建立 能够处理这些复杂服役条件下的可靠寿命预测模型是疲劳研究中最棘手的挑战之一。材料疲 劳与断裂的研究是材料科学与工程研究领域中的一个重要分支。 疲劳破坏的特点

金属材料及零部件的失效分析

金属材料及零部件失效分析 随着科学技术和工业生产的迅速发展，人们对机械零部件的质量要求也越来越高。材料质量和零部件的精密度虽然得到很大的提高，但各行业中使用的机械零部件的早期失效仍时有发生。通过失效分析，找出失效原因，提出有效改进措施以防止类似失效事故的重复发生，从而保证工程的安全运行是必不可少的。 相关行业 汽车零部件、精密零部件、模具制造、铸锻焊、热处理、表面防护等金属相关行业。 常见失效模式 断裂：韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、液态金属脆化、氢脆 腐蚀：化学腐蚀、电化学腐蚀 磨损：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、微动磨损、变形磨损 其他：功能性失效、物理性能降级等等 金属失效分析的意义

1. 减少和预防产品同类失效现象重复发生，减少经济损失，提高产品质量； 2. 为裁决事故责任，制定产品质量标准等提供可靠的科学技术依据。 失效分析常用手段 （1）断口分析： 分析断裂源、断口特征形貌，并分析这些特征与失效过程的相互关系。 解理断裂沿晶断裂 （2）金相组织分析 评估组织级别、工艺匹配程度、缺陷等级等等。

（3）成分分析： SEM/EDS； ICP-OES； XRF； 火花直读光谱。 （4）痕迹分析： 分析失效件与成型、使用、环境交互影响留下的细微痕迹。

（5）热学分析：评判材料在热环境使用的合理性。 （6）机械性能分析：评估力学强度、硬度、热性能等指标是否符合使用要求。（7）微区分析：分析表面形貌及微区成分，为失效机理推断提供定性定量依据。（8）极表面分析：对极表面腐蚀产物、微量异物进行定性定量分析。

失效分析论文

材料腐蚀失效：挑战与发展 （宋金龙中北大学航空宇航工程系） 摘要：介绍了造成材料腐蚀的主要原因，材料腐蚀对国民经济的造成的严重损失，研究材料腐蚀的科学意义，研究的内容和面临的挑战，国内预防材料腐蚀的发展方向和趋势。 关键词：材料腐蚀腐蚀类型腐蚀机理研究方向； MATERIAL CORROSION FAILURE: CHALLENGES AND DEVELOPMENT (SONG Jin-long aerospace engineering, the North university of China) Abstract: This paper describes the main cause material corrosion and corrosion of materials to the national economy caused severe damage. It also instructs the corrosion science and significance of research materials. It infers research content and challenges, domestic development of corrosion prevention materials and trends,too. Key: Material corrosion Types of corrosion Corrosion mechanism Research 1、材料腐蚀的危害和研究和科学意义 腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后，许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。但通常还是指金属的损坏。因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构

轴承失效分析论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

目录 中文摘要、关键词 (1) 英文摘要、关键词........................................ 错误！未定义书签。引言.. (3) 第一章滚动轴承基本特点 (4) 1.1滚动轴承的结构 (4) 1.2 滚动轴承的作用 (4) 1.3 滚动轴承的优点 (4) 1.4 滚动轴承的缺点 (4) 1.5 滚动轴承的好处 (4) 第二章滚动轴承的分类 (6) 2.1 按滚动轴承结构类型分类 (6) 2.2 按滚动轴承尺寸大小分类 (7) 第三章滚动轴承类型的选择 (8) 3.1载荷的大小、方向和性质 (8) 3.2允许转速 (8) 3.3刚性 (8) 3.4调心性能和安装误差 (8) 3.5安装与拆卸 (10) 3.6市场性 (10) 第四章滚动轴承的代号 (12) 4.1基本代号 (12) 4.2前置代号 (13) 4.3后置代号 (13) 第五章滚动轴承常见故障 (14) 第六章滚动轴承的失效形式 (15)

工大金属材料失效分析(DOC)

3.刚的晶内偏析不可以通过热处理方法予以消除·······（×） 4.钢中氢含量偏高容易导致钢中出现气孔和白点·······（√） 5.魏氏组织会降低刚的强度，但是可以提高钢的韧性···（×） 6.钢中夹杂物会降低钢的塑性、韧性和疲劳强度·······（√） 7.钢的脱碳会降低钢的疲劳程度·····················（√） 8.焊缝延迟裂纹一般与焊缝中的含氢量有关···········（√） 9.焊缝淬火裂纹一般与焊缝中的马氏体有关···········（√） 10.磨损失效是金属构件失效的主要方式··············（×） 11.河流花样和舌状花样是脆性断口和典型微观形貌特征（√） 12.应力腐蚀开裂是应力和腐蚀共同作用的结果·······（√） 13.能谱成分分析技术可以用于钢中碳含量分析·······（×） 14.扫描电镜分析技术是建立在可见光反射原理基础之上的（×） 15.就金属断裂而言，正断可能是韧性的，而切断总是韧性的（√） 1、钢的晶内偏析可以通过何种热处理方法予以消除？ 扩散退火钢加热到上临界点(Ac3或Accm)以上的较高温度（一般为1050～1250℃），经过较长时间的充分保温，然后缓冷的热处理叫扩散退火，也叫均匀化退火。这种退火的目的是，借原子在高温下可以较快的扩散，减少或消除各种合金元素及非合金元素在钢中的显微偏析，使化学成分趋于均匀化，以达到改善钢的组织，提高钢的力学性能的目的。 2、钢中S、P杂质元素容易造成哪些性能缺陷？ S以Fes形态存在于钢中，Fes和Fe形成低共熔化合物，引起热脆。

P虽然可以提高钢的强度和硬度，但会引起塑性和冲击韧性的下降，使韧脆转变温度上升，引起冷脆。 3、钢中H元素容易造成哪些性能缺陷？ 钢中溶解的氢会导致氢脆，白点和氢致延迟断裂等缺陷 一是引起氢脆，即在低于钢材极限应力的作用下，经一定的时间后，突然断裂。二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷，即白点，白点使钢材的冲击韧性降低得很多。在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点，在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹，白点使钢材的延伸率显著下降，尤其是端面收缩率和冲击韧性降低得更多，有时可能接近于零值。因此具有白点的钢是不能用的，这类缺陷主要发生在合金钢中。 4、魏氏组织对钢有哪些危害作用？ （1）.在最终热处理会有增大变形的倾向；（2）.使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。魏氏组织不仅晶粒粗大,而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面,使金属的韧性急剧下降,屈服强度当然也会降低。 5、钢中夹杂物会降低钢的哪些性能？ 钢中夹杂物包括C、Si、Mn、S、P、N、H、O等 C：随着钢中碳含量的增加，碳钢硬度上升，塑性和韧性降低。在亚共析范围内随着碳含量增加，抗拉强度不断提高。超过共析范围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。 Si：硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。 Mn：锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。 S:产生热脆

材料失效分析报告报告材料

上海应用技术学院 研究生课程（论文类）试卷 2 0 15 / 2 0 16 学年第二学期 课程名称：材料失效分析与寿命评估 课程代码：NX0102003 学生姓名：丁艳花 专业﹑学号：材料化学工程 156081101 学院：材料科学与工程学院

凝汽器铁管管壁减薄的失效分析报告 1.失效现象描述 秦山第三核电公司1#700M W重水堆核能发电机组2A凝汽器。该凝汽器从2002年8月起投入使用,实际运行时间8年左右。根据资料记载,1#机组第3次例行大修时,管外壁减薄程度较轻,但在第4次例行大修时发现管外壁减薄程度加深,在2010年5月第5次例行大修时发现部分钛管外壁减薄现象相当明显。各机组凝汽器缺陷管主要分布在冷凝管塔式分布的最外侧。据专业人员介绍,大修后对缺陷管抽管检查后发现,管壁减薄主要集中在支撑板处,减薄位置和减薄程度各不相同。如果让异常减薄缺陷管继续运行,有可能引起管穿孔的泄漏事件。 2.背景描述 凝汽器是大型汽轮机循环设备中的重要环节。其中的冷凝管起到将蒸汽凝结成水的作用,是凝汽器中的核心部件。冷凝管一旦发生破损将导致冷却水泄露并污染循环水,从而会对整个系统的正常运行造成严重影响。因此冷凝管的选材质量决定了凝汽器的安全可靠性与使用寿命。工业纯钛作为冷凝管最常用的材料,具有良好的力学性能与耐蚀性能。在复杂运行工况下,纯钛材料仍有可能发生磨损、腐蚀等常见的材料失效现象,引发冷凝管破损并导致冷却水泄露并污染循环水,由此对凝汽器的正常运行带来安全隐患。若不找到这一过早失效的真正起因,并采取有效的防护措施,最终必将导致钛管泄漏,不但经济损失巨大,甚至有可能引发重大安全事故。 国内关于凝汽器钛管的案例的产生原因大致可分为以下几类： 第一类,由于相关方面施工建造时就存在不当操作或不当设计导致运行中出现落物砸伤或凝汽器自身运行故障。如国华太仓发电超临界机组发生凝汽器钛管泄露导致冷凝水水质不合格,其原因在于上部低压加热器表面隔板未按规定安装,导致隔板掉落砸伤引起泄露。再如未充分考虑到钛管共振问题由于钛管本身管壁极薄(0.5mm到0.7mm),强烈的震动极易导致铁管破裂引起泄露,这点在宝钢电厂与大亚湾核电站的运行中已经得到了证实此外还存在着钛管板间焊接质量不良，

失效论文2

轴类零件失效分析 赵岩 机械科学与工程学院 摘要：对工程中普通轴类零件的断裂失效机理和原因进行了分析，阐述了轴弯曲和扭转断裂的特征、裂纹萌生部位及扩展方向。为设计、选材、冶金质量和工艺研究提出解决问题的方向。关键词：轴失效应力断裂 一前言 轴一般是作为传递力的构件，通常它承受弯曲载荷、扭转载荷或弯扭复合载荷,在一些机构中轴也承受拉压载荷。轴在工作过程中可以因疲劳、弯曲、扭转或拉伸应力而断裂，但疲劳断裂是轴的普遍断裂形式。轴上附着装配其它零件的位置往往是危险的部位，破坏可能由此产生。 二轴的弯曲断裂 轴弯曲断裂不论是由简单过载荷引起的，还是由疲劳载荷而引起的，都有着相同的应力取向。弯曲应力引起的断裂有3个明显的特征[ 1 ]：①最大施加应力位于轴的表面；②断裂的裂纹垂直于拉伸应力，而拉伸应力出现在弯曲的一边；③断裂源一般出现于轴的表面上，有时也出现于亚表面处。 显示柱状轴和阶梯轴在单向弯曲过载荷中裂纹是怎样取向的。应力峰台阶或刀痕起着限定弯曲裂纹位置的作用。因为在应力峰处应力最高，裂纹往往在此萌生。 无旋转的反复弯曲疲劳的轴，裂纹在轴的两个对边产生，因为每一边都经受交替拉伸和压缩应力，它们所受的力，其状态是均等的。 旋转弯曲疲劳中，裂纹萌生于围绕圆周的任一位置。在较高应力或较高应力集中下，裂纹可能在周围多个位置上萌生。 例如[ 2]，有一减顶泵，泵轴材料为3Cr13马氏体不锈钢，在工作过程中承受着一个交变的旋转弯曲载荷作用，在泵轴键槽底部的蚀坑处发生断裂。断口明显地分为三个区：裂纹起始区、扩展区及瞬时静断区。图4为断口三区示意图，扩展区有河流状花样，没有明显的塑性变形迹象，属于脆性断裂。所以失效泵轴的断裂，是在交变载荷的作用下，在泵轴键槽底部表面的蚀坑处，产生了严重的缺口效应，形成很高的局部应力集中，而引起的疲劳断裂。 三轴的扭转断裂 可能引起扭转破坏的轴包括曲轴、扭转棒的扭转轴。键轴或花键轴以及在柱面上具有孔洞的轴，在过载荷时也可以造成扭转破坏。 1 扭转载荷的特征 一根轴或其它柱状构件，在纯扭转负荷下的应力系有五个重要的特征[ 3 ]：①有两个方位的平面形成最大剪切应力。一个平面垂直于轴线，另一个平面平行于轴线。②有两个方位的平面出现最大正应力。这两个平面都位于与轴线呈45°角上，两者相互垂直。最大拉应力作用在一组平面上，而最大压应力作用在另一组平面上。 ③所有最大应力（剪应力、拉压应力）的数值彼此相等。④所有主应力在轴的表面上为最大值，而在轴心为零。⑤在最大剪切面上无正应力作用，相反，在最大主应力平面上无剪应力作用。 扭转轴上的扭转裂纹可以顺着横剪切平面或纵剪切平面，也可以顺着最大拉应力的对斜面，或者这些平面的综合情况。图5表示轴扭转时的应力分布和裂纹可能产生的位置。

滚动轴承常见的失效形式及原因分析

滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖 2008-11-05 10:55 滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面． 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动

表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下： A、制造因素 1、产品结构设计的影响 产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。 2、材料品质的影响

金属--断裂与失效分析刘尚慈

金属断裂与失效分析（刘尚慈编） 第一章概述 失效：机械装备或机械零件丧失其规定功能的现象。 失效类型：表面损伤、断裂、变形、材质变化失效等。 第二章金属断裂失效分析的基本思路 §2—1 断裂失效分析的基本程序 一、现场调查 二、残骸分析 三、实验研究 （一）零件结构、制作工艺及受力状况的分析 （二）无损检测 （三）材质分析，包括成分、性能和微观组织结构分析 （四）断口分析 （五）断裂力学分析 以线弹性理学为基础，分析裂纹前沿附近的受力状态，以应力强度因子K作为应力场的主要参量。 K I＝ Yσ（πα）1/2 脆性断裂时，裂纹不发生失稳扩展的条件：K I＜K IC 对一定尺寸裂纹，其失稳的“临界应力”为：σc＝K IC / Y

（πα）1/2 应力不变，裂纹失稳的“临界裂纹尺寸”为：αc＝（K IC/Yσ）2/π 中低强度材料，当断裂前发生大范围屈服时，按弹塑性断裂力学提出的裂纹顶端张开位移[COD（δ）]作为材料的断裂韧性参量，当工作应力小于屈服极限时： δ＝（8σsα/πE）ln sec(πσ/2σs)不发生断裂的条件为：δ＜δC（临界张开位移） J积分判据：对一定材料在大范围屈服的情况下，裂纹尖端应力应变场强度由形变功差率J来描述。张开型裂纹不断裂的判据为： J＜J IC K IC——断裂韧性；K ISCC——应力腐蚀门槛值 （六）模拟试验 四、综合分析 分析报告的内涵：①失效零部件的描述；②失效零部件的服役条件；③失效前的使用记录；④零部件的制造及处理工艺；⑤零件的力学分析；⑥材料质量的评价；⑦失效的主要原因及其影响因素；⑧预防措施及改进建议等。

五、回访与促进建议的贯彻 §2—2 实效分析的基本思路 一、强度分析思路 二、断裂失效的统计分析 三、断裂失效分析的故障树技术 第三章金属的裂纹 §3—1 裂纹的形态与分类 裂纹：两侧凹凸不平，偶合自然。裂纹经变形后，局部磨钝是偶合特征不明显；在氧化或腐蚀环境下，裂缝的两侧耦合特征也可能降低。 发纹：钢中的夹杂物或带状偏析等在锻压或轧制过程中，沿锻轧方向延伸所形成的细小纹缕。发纹的两侧没有耦合特征，两侧及尾端常有较多夹杂物。 裂纹一般是以钢中的缺陷（发纹、划痕、折叠等）为源发展起来的。 一、按宏观形态分为： （1）网状裂纹（龟裂纹），属于表面裂纹。产生的原因，主要是材料表面的化学成分、金相组织、力学性能、应力状态等与

故障树分析法论文

现代设计方法与应用 故障分析法与手机故障问题 系别机械工程 年级2012级 专业机械设计制造及其自动化 班级机自本1205班 学生姓名王乾铭 学号12430103154590 指导教师徐永成 二 0 一五年六月

目录 摘要 一引言 (1) 1、概论 (1) 2、故障树分析发的分析原则 (1) 3、故障树分析发的步骤 (1) 二手机故障分析 (2) 1、顶上事件 (2) 2、软体故障 (2) 3、硬体故障 (3) 三提高手机可靠性的措施 (3) 四结论 (4) 五参考文献 (4) 六致谢 (4)

摘要：为了提高手机在生产及使用过程中的可靠性，利用故障树分析法对手机故 障事件进行系统分析，最小化分割手机故障的直接及间接原因，并以此为依据提高手机的可靠性。 关键词：手机故障、可靠性、故障树分析法 一引言： 现代社会进入高速发展的信息时代，从通讯设备来讲，手机已经成为人们必不可少的东西之一。那么如何让手机更加安全可靠的为我们服务呢，接下来我将利用故障树分析法对手机故障进行系统分析。 1、概论： 故障树分析(Fault Tree Analysis，FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。 2、故障树分析法的分析原则： 故障树分析法的关键是故障树的建立，其编制过程是一个严密的逻辑推理过程，应遵循以下基本原则： （1）确定顶上事件应从故障的最简分类来确定，顶上事件的确立有利于分析结果的正确有效。 （2）在确定顶上事件后，为了避免故障树过于繁琐和庞大，应当明确被分析目标的边界条件，以及合理的假设条件，从而限制故障树的大小及复杂程度。 （3）故障树分析是一种演绎法，应当从顶上事件开始逐级展开。先分析顶上事件的直接原因，直到无遗漏的列出该级的逻辑门的全部输入事件，之后再对所有输入事件发生的原因进行分析，直至列出导致顶上事件的所有事件为止。 （4）禁止门与门之间直接相连的原则。在编制故障树时，任何一个逻辑门的输出必有一个对应的结果事件，不允许不经过结果事件而将门与门直接相连，以确保故障树逻辑关系的准确性。 （5）明确事件与事件定义的原则。明确地给出事故与事件发生的定义及其发生的条件是确定事故事件发生原因的前提。所以，在编制故障树时，对各事故事件必须用简单明了的语句表达清楚。 3、故障树分析法的步骤： 故障树分析法的基本步骤如下： （1）熟悉分析目标：详细了解分析目标个状态及各种参数。 （2）调查事故：收集事故案例及原因，进行事故统计，设想可能发生的事故。 （3）确定顶上事件：分析的对象即顶上事件。 （4）确定目标值：根据经验教训及事故案例，经统计分析，求解事故发生概率。 （5）调查原因事件：调查与事故相关的所有原因事件及各种因素。 （6）画出故障树：从顶上事件起，逐级展开找出直接原因事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。 （7）分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。 （8）事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事