第七章故障模式、影响及危害性分析与故障树分析.ppt

第七章故障模式影响及危害性分析与故障树分析 7.1故障模式影响及危害度分析FMECA 元部件的故障对系统可造成重大影响 灾难性的影响 挑战者升空爆炸——由于发动机液体燃料管垫圈不密封 苏联切尔诺贝利核泄漏事故——压力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷 致命性的影响 2001年6月18日，以色列以斯雷航空公司一架ATR42飞机在特拉维夫机场着陆时发生事故，机上3名机组人员和39名旅客 ——着陆时右主起落架因上位销打不开而无法放下 以往设计师依靠经验判断元部件故障对系统的影响 依赖于人的知识和工作经验 现在才用系统的、全面的和标准化的方法—FMECA 设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故障 设计更改、可靠性补偿 FMECA是可靠性、维修性、保障性和安全性设计分析的基础 FMECA的概念 FMECA的定义 故障模式影响及危害性分析(Failure Mode ,Effects and Criticality analysis , 简记为FMECA)起源于美国，是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。 FMECA是一种自下而上的归纳分析方法； 如果不做危害性分析则为FMEA，危害性分析为CA，合起来叫FMECA 。 FMECA的目的 从产品设计（功能设计、硬件设计、软件设计）、生产（生产可行性分析、工艺设计、生产设备设计与使用）和使用发现各种影响产品可靠性的缺陷和薄弱环节，为提高产品的质量和可靠性水平提供改进依据。 故障模式 故障与故障模式 故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态（对不可修产品也称失效） 故障模式是故障的表现形式，如起落架撑杆断裂、作动筒间隙不当、收放不到位等 产品功能与故障模式 一个产品可能具有多种功能 起落架：支撑、滑跑、收放等 每一个功能有可能具有多种故障模式 支撑：降落时折起 滑跑：震动 收放：收不起、放不下 机械产品典型故障模式 故障模式可分为以下七大类： 损坏型：如断裂、变形过大、塑性变形、裂纹等。 退化型：如老化、腐蚀、磨损等。 松脱性：松动、脱焊等 失调型：如间隙不当、行程不当、压力不当等。 堵塞或渗漏型：如堵塞、漏油、漏气等。 功能型：如性能不稳定、性能下降、功能不正常。 其他：润滑不良等。 故障原因 直接原因：导致产品功能故障的产品自身的那些物理、化学或生物变化过程等，直接原因又称为故障机理。 间接原因：由于其他产品的故障、环境因素和人为因素等引起的外部原因。 例如——起落架上位锁打不开 直接原因：锁体间隙不当、弹簧老化等 间接原因：锁支架刚度差 约定层次 约定层次 根据分析的需要，按产品的相对复杂程度或功能关系所划分的产品层次。这些层次从比较复杂的(系统)到比较简单的(零件)进行划分。(GJB1391-92) 约定层次示例 故障影响 故障影响 局部影响:某产品的故障模式对该产品自身和与该产品所在约定层次相同的其他产品的使用、功能或状态的影响 高一层次影响:某产品的故障模式对该产品所在约定层次的高一层次产品的使用、功能或状态的影响 最终影响:指系统中某产品的故障模式对初始约定层次产品的使用、功能或状态的影响 严酷度类别 故障概率等级或数据来源 故障概率等级——定性分析方法 A级--经常发生 20% B级--有时发生 10% 20% C级--偶然发生 1% 10% D级--很少发生 0.1% 1% E级--极少发生 .0.1% 数据来源 预计值 分配值 外场评估值等 故障模式危害度 根据严酷度类别和故障模式概率等级综合考虑，危害度分为如下四级： 1级——ⅠA 2级——ⅠB，ⅡA 3级——ⅠC，ⅡB，ⅢA 4级——ⅠD，ⅡC，ⅢB，ⅣA ， ⅠE，ⅡD，ⅢC，ⅣB ， ⅡE，ⅢD，ⅣC ， ⅢE，ⅣD， ⅣE 危害性矩阵图 7.2进行 FMECA的步骤程序 根据GJB1391-92《故障模式、影响及危害性分析程序》的要求，对产品进行故障模式、影响及危害性分析，需要按如下步骤进行： 书上103-106页 7.3 故障树FTA分析 7.3.1基本概念 7.3.2故障树分析中的常用符号 7.3.3故障树的建立 7.3.4故障树的定性分析 7.3.5故障树的定量计算 7.3.1故障树分析的基本概念 1）定义： 又称失效树分析，它由美国贝尔实验室的H.A.Watson首先提出。 它是在系统设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，计算系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。 2）作用 （1）在工程设计