失效模式分析PPT课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,4-,*,4-,1,失效模式、后果与严重度分析,(,FMECA),Failure Mode Effect and Criticality Analysis,1 概述,2 失效模式与后果分析,3 严重度分析,4-,2,1 概述,失效的定义：,1、设备在规定条件下，不能完成其规定的功能；,2、设备在规定条件下，一个或几个不能达到其规定值；,3、由于环境应力变化，导致功能丧失；,4、即使设备在规定条件下具有完成规定功能的能力，但因操作者的失误而造成产品功能丧失；,4-,3,失效等级：,4-,4,故障模式的分类,1、损坏型故障模式：裂纹、塑性变形、断裂等,2、退化型故障模式：老化、变质、表面防护脱落等,3、松脱型故障模式：松动、脱开、脱焊等,4、失调型故障模式：间隙不适、流量不当、压力不当等,5、堵塞和渗漏型故障模式：堵、渗、漏等,6、功能型故障模式：功能不正常、功能不稳定等,7、其它类型故障模式：润滑不良等,故障模式的比率,故障模式比率产品出现失效模式的百分比,进一步分析失效原因，采取预防措施的可靠依据,4-,5,轴承,离合器,连接器,齿轮,发电机,电位器,继电器,腐蚀,18.7,-,6.3,-,6.3,27.5,12.3,蠕变,-,-,-,-,-,-,-,形变,2.5,6.6,23.7,20,2.1,-,0.4,侵蚀,3.1,-,-,-,-,-,-,疲劳,4.4,-,1.7,-,-,-,2.3,摩擦,10.6,-,-,-,1.5,-,2.6,氧化,-,-,-,-,-,-,-,绝缘,-,-,1.6,-,12.3,10,12.3,裂痕,0.5,-,-,-,-,-,-,磨损,60.2,83.4,8.1,60,25.1,25,2.4,断裂,-,10.0,47.1,20,4.6,15,17.5,其它,-,-,11.5,-,16.1,22.5,11.9,几种机械零部件的失效模式及其比率,4-,6,2 失效模式与后果分析,一、,FMEA,FMECA,FMEA,失效模式与后果分析,CA,严重度分析,功能,FMEA,硬件,FMEA,设计初期,复杂系统,1、功能,FMEA,和硬件,FMEA,4-,7,2、,FMEA,程序,FMEA,基本程序,:,1、确定失效模式,2、绘制系统功能图和可靠性框图,3、确定工作参数和功能,4、查明所有,失效模式,、发生原因及,后果,5、按可能的,最坏后果,评定,失效模式,的,严重性级别,6、确定失效模式的检测方法及补救预防措施,7、提出修改方案及其他措施,8、提交分析报告,4-,8,输,入,原,始,资,料,分析系统结构及各组成部分功用,构造系统的可靠性框图,列出各功能级的失效模式机理效应,研究失效检测方法,可能的预防措施,致命性分析,失效模式概率,致命度的估计,输出填写,FMECA,表格,FMECA,分析过程,4-,9,零件材料失效原因的分类,4-,10,断裂分类：,根据裂纹发展过程,沿晶断裂,穿晶断裂,根据受载性质,疲劳断裂,静载断裂,冲击断裂,根据完全断裂前的宏观变形,脆性断裂,韧性断裂,4-,11,疲劳断裂原因：,表面因素：表面粗糙度、划痕、碰伤等,材质因素：材料的成分、机械性能、冶金特性等,几何因素：圆角、倒角等,环境因素：环境介质、环境温度等,载荷因素：载荷性质、大小、变化速度等,疲劳源,裂纹扩展区,瞬断区,4-,12,项目,失效模式,失效原因,可能后果,发生概率,严重性,可能措施,发动机壳,破裂,工艺质量差,材料缺陷,运输中损坏,搬运中损坏,内压过高,导弹毁坏,0.0006,严重,严格控制原材料质量，消除缺陷。进行耐压试验，采用合理包装，在运输中保护发动机,推进剂药柱,断裂,孔穴,粘接面分离,固化残余应力,温度过低,老化,燃烧速度过高；内压过高；机壳在工作过程中破裂,0.0001,严重,严格控制生产过程，确保工艺质量，严格控制在极限温度之内存储和使用。,内衬,与外壳分离,与药柱或隔热层分离,粘接剂不良,粘接控制不良,壳体成形后净化不够,燃烧速度过高；内压过高；机壳在工作过程中破裂,0.0001,严重,严格执行正常清洗程序，机巧清洗后严格检验，确保清除一切沾染物,例 某一固体火箭发动机由推进剂药柱、内衬和发动机壳组成。绘制其失效模式后果分析表,FMECA,分析实例1,4-,13,FMECA,分析的用途,1、在设计管理上的用途,FMECA,与,线路应力分析,的结合是可靠性预测、分配和评定时的一项原始资料。,FMECA,是评定设计方案的手段,FMECA,是设计评审、质量复查、事故预想的依据和证明,2、在其他用途,安排测试点、制造和质量控制，制定试验计划的一种依据。,制定检测程序、设计诊断装置的基础。,与试验结果和失效分析报告一起进行定性评定。,可靠性维修，后勤保障分析的原始资料。,4-,14,4-,15,4-,16,4-,17,4.3 严重度分析,一、定性分析,A,级，常发生。单一失效模式发生概率大于系统总失效,概率的20%。,B,级，较常发生。单一失效模式发生概率在系统总失效,概率的10%20%。,C,级，偶尔发生。单一失效模式发生概率在系统总失效,概率的1%10%。,D,级，很少发生。单一失效模式发生概率在系统总失效,概率的0.1%1%。,E,级，极少发生。单一失效模式发生概率小于系统总失效,概率 的0.1%。,4-,18,二、定量分析,1、失效后果概率,2、失效模式严重度数字,失效率后果,元件失效率,10,-6,/,h,为单位,任务阶段内的工作时间,失效模式相对频率,4-,19,3、产品严重度数字,属于某一严重度的失效模式数,产品在该严重度下的最后一个失效模式,4-,20,若某产品的失效率 ，在某一任务阶段，出现两个,II,级严重的失效模式和一个,IV,严重失效模式。这三个失效模式的相对频率分别为：，失效后果概率均为0.5，在该阶段工作时间为1,h，,求该产品在此任务阶段，在严重性,II,下的 。,II,级严重性的第一个失效模式的严重度数字为,求,II,级严重性的第二个失效模式的严重度数字为,4-,21,求,II,级严重性的产品严重度数字为,4-,22,三、严重度矩阵,严重性级别,严重性级别,发生概率,概率增加,严重度数字,C,r,低,高,A,B,C,D,E,IV,III,II,I,严重度增加,4-,23,机车车辆,FMEA,分析实例,国际铁路联盟的研究与试验机构的,B176,委员会（,UIC ORE B176）,对机车车辆转向架进行了深入的研究，进行了大量的实验和评估，并为选择高速机车车辆的样机转向架进行了费用效能分析。,决策基础的重要部分,4-,24,方法描述：,1、部件描述,2、与安全有关的各种部件的描述,3、可能的故障,4、损坏特征、可能的原因及其影响的评估,5、故障检测,6、目前的改进措施,7、对系统的影响,4-,25,转向架系 统,钢轨使用区域,100,钢轨与轴箱间的部件,200,轴箱,300,轴箱与转向架间部件,400,转向架构架,500,转向架构架与车体间部件,600,车体,700,轮/轨,210,轮对,220,轴承,230,一系,悬挂,410,轮对导向装置,420,轴箱定位装置,42,1,二系悬挂,610,转向架-车体的连接,620,抗侧滚,装置,630,限位止挡,621,弹簧,装置,611,减振器,612,4-,26,故障类型：,1、,A,型故障：由于生产或装配造成的功能丧失,通过工厂和检修保证状态良好,2、,B,型故障：产品功能的逐渐退化,引入一个正常的检测系统,3、,C,型故障：产品功能的突然丧失,4-,27,代码与零部件名 称,110钢轨（使用区域）,故障类型,横向位移阻力降低，钢轨型面不符合设计规范,横向加速度过高,影响分析,影响低，对所有转向架影响皆相同,影响小，对所有转向架影响皆相同,危害评价,在最大运行速度时测得的钢轨力是安全的,加速度超过正常值，横向钢轨力增加,危险性,A,机车车辆转向架,FMEA,表格,4-,28,机车车辆转向架,FMEA,表格（续）,代码与零部件名 称,210车轮/钢轨,230轮对轴承,300轴箱,故障类型,车轮与钢轨的接触尺寸不当,轴箱过热,轴箱破损,影响分析,磨损车轮型面快速形成大锥度,影响不可避免,一般不会发生,危害评价,不良的接触影响转向架稳定性的灵敏度,如果不及时报告，运行危险,运行危险,危险性,B,B,C,