0失效绪论详解.ppt

“失效分析”课程简介 1. 失效概念 2. 失效分析概念 3. 失效分析相关学科 4. 失效分析历史 5. 失效分析发展 6. 失效分析简单案例 7. 失效分析的意义 失效分析历史 1. 公元前2025年到世界工业革命前 失效分析的第一阶段，即与简单手工生产基础相适效分析的第一阶段，即与简单手工生产基础相适应的古代失效分析阶段。 公元前2025年由巴比伦国王汉莫拉比撰写的汉莫拉比法典是史料记载的最早的产品质量的法律文件。它第一次在人类历史上明确规定对制造有缺陷产品的工匠进行严厉制裁。由于生产力落后，商品往往供不应求，罗马法律肯定了商品出门概不退换的总原则。 失效分析历史 2. 从工业革命到20世纪50年代末 失效分析发展的第二阶段，即以大机器工业为基础的近代失效分析阶段。以蒸汽动力和大机器生产为代表的工业革命给人类带来巨大的物质文明的同时，也不断给人类带来前所未有的灾难。 英国在总结大量蒸汽锅炉爆炸事件后，于1862年建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把失效分析作为仲裁事故的法律手段和提高产品质量的技术手段。 在这一时期，失效分析也大大推动了相关学科特别是推动和促进了强度理论和断裂力学学科的创立和发展。通过对大量锅炉爆炸和桥梁断裂事故的研究，Charily发明摆锤冲击试验机，可以检测金属材料的韧性。 失效分析历史 Wohler通过对1852-1870年间火车轮轴断裂失效的分析研究，揭示出金属的疲劳现象，并研制出第一台疲劳试验机;20世纪20年代，Griffith通过对大量脆性断裂事故的研究，提出了脆断理论;1940-1950年间发生的北极星导弹爆炸事故、第二次世界大战期间的“自由轮”脆性断裂事故，推动了断裂力学的产生。 由于科学技术的限制，这一时期虽然有失效分析的专门机构，但其分析手段仅限于宏观痕迹以及对材质的宏观检查。分析仅限于宏观，不能从宏、微观上揭示产品失效的物理本质与化学本质。 失效分析历史 3. 20世纪50年代开始进入了失效分析第三阶段 到20世纪50年代末电子显微学取得长足进步，特别是扫描电子显微镜的出现，为失效分析工作提供了微观分析手段，为失效分析技术向纵深发展创造了条件，失效分析进入以系统理论为指导的现代失效分析阶段。 从在这一阶段的初期，大型运载工具尤其是航空装备的广泛应用，各种失效造成的事故越来越大，影响越来越严重，反过来又大大促使了失效分析的迅猛发展。 失效分析历史 现代失效分析阶段可分为两个阶段:20世纪60-80年代中期，借助扫描电镜的帮助，失效分析围绕断裂特征和性质分析，这一阶段的失效分析大多从材质冶金等方面去寻找引起断裂失效原因，而对失效件的力学分析则认为是结构设计考虑的问题，失效分析的学术活动及其学术组织也都附属于材料学科或理化检测领域。 20世纪80年代中后期开始的阶段，失效分析开始逐渐形成一个分支学科，而不再是材料科学技术的一个附属部分，这一阶段失效分析领域发展的主要标志是失效分析的专著大量出现，全国性的失效分析分会相继成立。 国外失效分析机构 国外工业发达国家高度重视航空装备在内的交通安全事故的调查研究工作。美国建有国家运输安全委员会，并早在1967年，美国成立了“机械故障预防中心(MFPC ) ”，由原子能委员会、美国国家航空和宇航局(NASA)等长期支持开展航空和宇航材料与结构的服役失效分析工作。 美国的失效分析中心遍布全国各个部门，有政府办的，也有大公司及大学办的。例如，国防尖端部门、原子能及宇航故障分析集中在国家的研究机构中进行;宇航部件的故障分析在肯尼迪空间中心故障分析室进行;阿波罗航天飞机的故障在约翰逊空间中心和马歇尔空间中心进行分析;民用飞机故障在波音公司及洛克威尔公司的失效分析中心进行分析等。 国外失效分析机构 在德国，失效分析中心主要建在联邦及州立的材料检验中心。原西德的11个州共建了523个材料检验站，分别承担各自富有专长的失效分析任务。工科大学的材料检验中心，在失效分析技术上处于领先地位。德国联邦材料测试实验室及GKSS研究中心是长期从事材料及结构服役与失效综合研究的世界著名的研究机构。 国外失效分析机构 在日本，国立的失效分析研究机构有金属材料技术研究所、产业安全研究所和原子力研究所等。在企业界，新日铁、日立、三井、三菱等都有研究机构，另外各工科大学都有很强的研究力量。 意大利Bodycote材料测试国家实验室也是长期从事材料及结构服役与失效综合研究的世界著名的研 究机构。 美国出版和再版的《金属手册》中的失效分析卷是一本影响较大的实用工具书，目前在英国