汽车零部件的失效模式及分析..doc

汽车零部件的失效模式及分析 专 业： 班级学号： 姓 名： 指导教师： 年 月  摘要 汽车零件失效分析，是研究汽车零件丧失其规定功能的原因、特征和规律；研究其失效分析技术和预防技术，其目的在与分析零部件失效的原因，找出导致失效的责任，并提出改进和预防措施，从而提高汽车可靠性和使用寿命。 目录 第一章 汽车零部件失效的概念及分类 4 一、失效的概念 4 二、失效的基本分类型 4 三、零件失效的基本原因 5 第二章 汽车零部件磨损失效模式与失效机理 6 一、磨料磨损及其失效机理 6 二、粘着磨损及其失效机理 7 三、表面疲劳磨损及其失效机理 8 四、腐蚀磨损及其失效机理 8 五、微动磨损及其失效机理 9 第三章 汽车零部件疲劳断裂失效及其机理 10 第四章 汽车零部件腐蚀失效及其机理 11 第五章 汽车零部件变形失效机理 12 参考文献 13 第一章 汽车零部件失效的概念及分类 一、失效的概念 汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。失效不仅是指完全丧失原定功能，而且功能降低和严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性及安全性的零部件。 机械设备发生失效事故，往往会造成不同程度的经济损失，而且还会危及人们的生命安全。汽车作为重要的交通运输工具，其可靠性和安全性越来越受到重视。因此，在汽车维修工程中开展失效分析工作，不仅可以提高汽车维修质量，而且可为汽车制造部门提供反馈信息，以便改进汽车设计和制造工艺。 二、失效的基本分类型 按失效模式和失效机理对是小进行分类是研究失效的重要内容之一。失效模式是失效件的宏观特征，而失效机理则是导致零部件失效的物理、化学或机械的变化原因，并依零件的种类、使用环境而异。 汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。 汽车零件失效分类 失效类型 失 效 模 式 举 例 磨损 粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损 气缸工作表面“拉缸”、曲轴“抱轴”等 疲劳断裂 高应变低周疲劳、低应力高周疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳 曲轴断裂、齿轮轮齿折断等 腐蚀 化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀 湿式气缸套外壁麻点孔穴 变形 过量弹性变形、过量塑性变形 曲轴的弯曲、扭曲，基础件（汽缸体、变速器壳）变形 老化 龟裂、变硬 橡胶轮胎、塑料器件 一个零件可能同时存在几种失效模式或失效机理。研究失效原因，找出主要失效模式，提出改进和预防措施，从而提高汽车零部件的可靠性和使用寿命。 三、零件失效的基本原因 引起零件是小的原因很多，主要可分为工作条件（包括零件的受力状况和工作环境）、设计制造（设计不合理、选材不当、制造工艺不当等）以及使用与维修等三个方面。 零件的受力状况包括载荷的类型、载荷的性质以及载荷在零件中的应力状态。零件承受的载荷若超过其允许承受的能力时，则导致零件失效。在实际工作中，汽车零件往往不是只受一种载荷的作用，而是同时承受几种类型载荷的复合作用，如曲柄连杆机构在承受气体压力的过程中，各零件承受扭转、压缩、弯曲载荷及其应力作用，齿轮轮齿根部所承受的弯曲载荷以及工作表面承受的接触载荷等。 绝对多数的汽车零件是在动态应力作用下工作的。由于汽车的起步、停车以及速度的变化等，使动态应力的波形，应力幅的大小、方向、周期等都随时间而变化，使零件承受动载荷，从而加速零件的早期磨损。 汽车零件在不同的环境介质（气体、液体、酸、碱、盐介质、固体磨料、润滑剂等）和不同的工作温度作用下，可能引起腐蚀磨损、磨料磨损以及热应力引起的热变形、热膨胀、热疲劳等失效，还可能造成材料的脆化，造成高分子材料老化等。 设计不合理和设计考虑不周到是零件时效的重要原因之一。例如轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等会造成应力集中。在这些应力集中处，有可能成为零件破坏的起源。花键、键槽、油孔、销钉孔等处，设计时如果没有充分考虑到这些形状对界面的削弱和应力集中问题，或者位置安排不妥当，都将造成零件的早期破坏。材料选择不当以及制造工艺过程中操作不当而产生裂纹、高残余内应力、表面质量不良、达不到机械性能的要求等，都可能成为零件失效的原因。紧配合零件的装配精度不够，导致相配合零件的滑移和变形，将产生微动磨损，从而也加速零件的失效过程。 汽车在使用中超载、润滑不良、滤清效果不好，违反操作规程，出现偶然事故以及维修不当等，也都会造成零件的早期破坏。 第二章 汽车零部件磨损失效模式与失效机理 汽车或机械运动在其运动中都是一个物体与另一物体相接触、或与其周围的液体或气体介质相接触，与此同时在运动过程中，产生阻碍运动的效应，这就是摩擦。由于摩擦，系统的运动面和动力面性质受到影响和干扰，使系统的一部分能量以热量形式发散