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第三章 失效分析方法 第1节、电子 机械零件失效形式及失效原因 （一）、失效的定义 各种机械零件及构件（以下统称机械零件），都具有一定的功能，如承受载荷、传递能量。完成某种规定动作等。当机械零件丧失它应有的功能时，则称该零件失效。各种零件失效的形式，归纳起来可分为过量变形、断裂和表面损伤等几种类型。 （二）失效分析的分类及引起各类失效形式的直接原因 1，过量变形、 2、断裂 3、表面损伤失效。 引起零件早期失效的原因是很多的，主要有以下几个方面： 1、设计与选材上的问题； 2、加工、热处理或材质上的问题； 3、装配上的问题； 4、操作和维护不当的问题。 根据有关调查，发现造成失效的原因中，设计和制造加工方面的问题占56％以上，因此设计和制造加工方面是否存在问题是失效分析中需要考虑的重要方面，当然要根据零件失效的具体情况进行具体分析，这样可以大大缩短分析时间，减少分析工作量。 第2节、 失效分析方法 一、什么是失效分析 失效分析（也叫故障分析）的目的是研究机械设备、结构及零部件发生失效的原因，提出防止失效事故重复发生，提高其寿命的措施 二、失效分析的内容 失效分析这门学科所包含的内容可分为两大方面：一是失效分析方法的研究，即失效分析方法本身——失效分析思维方法的研究；另一个是失效分析的实验技术，即采用各种仪器设备对失效零件进行实验检测，为准确的判断失效发生的原因提供实验依据。 目前国内外在失效分析方法研究方面作了不少工作，已取得一定的成就，创造了诸如“失效事故的形式及影响分析”（Failure Mode and Effect Analysis, 简称FMEA），“故障树分析” （Fault Tree Analysis, 简称FTA），“现象树分析” （Event Tree Analysis, 简称ETA），“特性要因图”等方法。因为篇幅有限，这里只简要地介绍“故障树分析法”。 第3节 故障树分析（Fault Tree Analysis) 故障树分析法（FTA）是一种系统可靠性和安全性分析的有效手段，尤其在解决复杂系统的分析问题上它迅速赢得了声誉，而反映在故障树分析中的对各种不同复杂程度分析的多功能适应性则是FTA的主要特性。 故障树分析法是1961年由美国贝尔实验室首创的，1962年将它应用于美国研制的“民兵”导弹发射控制系统可靠性研究中取得了成果，FTA应用范围很广，可用于航空航天部门、电子工业、机械工业、电站、核电站、化工以及冶金等各个部门。 故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述各种事件之间的因果关系。 故障树分析权威学者富赛尔（J. B. Fussell）对此归纳了FTA的六点最显著的功能： ① 使工程人员能以演绎的方式直接探索出系统的故障所在。 ② 能指出与人们感兴趣的失效模式有重要关系的系统状态。 ③ 对那些不了解系统设计的变化而要从事系统管理的人提供一个图示的帮助。 ④ 提供了系统分析中定性和定量分析选择的可能。 ⑤ 允许分析人员在某一时刻把注意力集中到某一特殊系统故障之上。 ⑥ 给工程人员提供了对系统特征的真实而透彻的理解。 故障树分析法是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理过程。 故障树分析一般可分为以下几个阶段： ① 选择合理的顶事件、系统的分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则； ② 建造故障树，FTA的核心部分之一，通过对已收集的技术资料，在设计和运行管理人员的帮助下，建造故障树； ③ 建立故障树的数学模型，对故障树进行简化或者模块化； ④ 进行系统可靠性的定性分析； ⑤ 进行系统可靠性的定量分析。 一、故障树的建造 1. 故障树符号 （1）事件符号 ① 矩形事件 一是顶事件，是故障树分析中所关心的结果事件，位于故障树的顶端；二是表示中间事件。 ② 圆形事件 它表示基本失效事件，是顶事件发生的最基本因素，为底事件。 ③ 菱形事件 菱形事件又称为未探明事件。 ④ 房形事件（开关事件） ⑤ 椭圆形事件（条件限制） （2）逻辑门符号 在故障树分析中逻辑门只描述事件间的逻辑因果关系。下面的事件称输入事件，上面的事件是输出事件（也称门事件）。使用的逻辑门符号见表6-8。 （3）转移符号 2. 故障事件的定义和分类 系统或元部件能规定要求完成其功能时，称为正常事件。反之，不能完成规定功能或完成得不准确的称故障事件。 FTA中，把它们分成三大类。 一次事件：故障事件是由元、部件本身引起的。例如灯泡钨丝断了而造成灯泡不亮。 二次事件：故障事件是由外界环境和人为引起的。例如，操作人员忘记打开开关，使灯泡不亮。 受控事件：故障事件是本系统中其它部件的错误控制信号、指令或