《机器维修工程学》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 机械零件生效分析

第二章机械零件生效分析零件失效分析的意义和重要性据美国1982年统计，因机械零件失效，每年经济损失达3400亿美元；1980年3月27日，北海石油钻探船发生断裂事故，损失达几千万美元；1979年9月7日，我国某工厂滤器车间的液了瓶爆炸，直接经济损失63万；1979年12月18日，我国某地煤气公司液化气厂发生一起恶性爆炸事故，直接经济损失达650万元：1982年3月12日，一列火车在运行中由于车轮发生崩裂而引起列车倾覆。2007年8月15日湖南凤凰县桥梁珊塌事故

第二章 机械零件生效分析 零件失效分析的意义和重要性 ◼ 据美国1982年统计，因机械零件失效，每年经济损失达3400亿 美元； ◼ 1980年3月27日，北海石油钻探船发生断裂事故，损失达几千 万美元； ◼ 1979年9月7日，我国某工厂滤器车间的液了瓶爆炸，直接经济 损失63万； ◼ 1979年12月18日，我国某地煤气公司液化气厂发生一起恶性爆 炸事故，直接经济损失达650万元； ◼ 1982年3月12日，一列火车在运行中由于车轮发生崩裂而引起 列车倾覆。 ◼ 2007年8月15日湖南凤凰县桥梁坍塌事故

间接经济损失：本企业停产或减产：其他企业停产或减产：影响企业的信誉和竞争力为了防止失效现象的重复发生，提高机械产品质量，开始对零件机构的失效现象进行比较系统的分析研究

间接经济损失： 本企业停产或减产； 其他企业停产或减产； 影响企业的信誉和竞争力。 为了防止失效现象的重复发生，提高机械产品 质量，开始对零件机构的失效现象进行比较系 统的分析研究

1、失效分析促进科学技术发展工程师Wohler大量疲劳试验，奠定了近代疲劳研究的基础：飞机的模拟试验是一次空前规模的失效分析，揭开了疲劳试验的新篇章：对含有即存裂纹的裂纹体力学行为的研究导致了断裂力学的产生；大量不锈钢零部件的断裂失效分析，推动了应力腐蚀研究的进程；失效分析所得到的材料冶金质量方面的信息反馈到冶金工业部门，可促进现有材料的改进和新材料的研制

1、失效分析促进科学技术发展 ◼ 工程师Wohler大量疲劳试验，奠定了近代疲 劳研究的基础； ◼ 飞机的模拟试验是一次空前规模的失效分 析，揭开了疲劳试验的新篇章； ◼ 对含有即存裂纹的裂纹体力学行为的研究， 导致了断裂力学的产生； ◼ 大量不锈钢零部件的断裂失效分析，推动 了应力腐蚀研究的进程； ◼ 失效分析所得到的材料冶金质量方面的信 息反馈到冶金工业部门，可促进现有材料 的改进和新材料的研制

2、失效分析促进产品质量提高产品设计设计失误先效分改选材失误材料选用进材料缺陷销工艺缺陷冷热加工装配不当析龍超载安装、装配产品服役、维护保养失效分析与产品设计、制造之间的关系图1.1

2、失效分析促进产品质量提高

（1）向设计部门反馈，可改进产品设计，完善技术规范如引进的30万吨合成氨成套设备，在运行投产后，汽轮机转子叶片不断发生疲劳断裂。国内组织专家进行断裂分析，认为主要是叶片根部结构不合理，于是将原来的棕树形叶根改为叉形叶根，从此，叶片没有再发生过断裂事故

（1）向设计部门反馈，可改进产品设计，完 善技术规范 如引进的30万吨合成氨成套设备，在运行 投产后，汽轮机转子叶片不断发生疲劳断 裂。国内组织专家进行断裂分析，认为主 要是叶片根部结构不合理，于是将原来的 棕树形叶根改为叉形叶根，从此，叶片没 有再发生过断裂事故

（2）向制造部门反馈，可改进生产工艺创制和推广新工艺（3）向材料部门反馈，可合理化选材，开发和研制新材料（4）向用户反馈，可健全和完善使用、维修制度

（2）向制造部门反馈，可改进生产工艺， 创制和推广新工艺 （3）向材料部门反馈，可合理化选材， 开发和研制新材料 （4）向用户反馈，可健全和完善使用、 维修制度

82-1零件的失效形式一、失效的定义：产品丧失其规定功能的现象在使用过程中，因零件的外部形状尺寸和内部组织结构发生变化而失去原有的设计功能，使其低效工作或无法工作或提前退役的现象即称为失效二、失效形式零件失效形式即失效的表现形式，可理解为失效的类型，也称为失效模式按失效的宏观特征，可将零件失效分为：变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型

§2-1零件的失效形式 一、失效的定义：产品丧失其规定功能的现象。 在使用过程中，因零件的外部形状尺寸和内部组织 结构发生变化而失去原有的设计功能，使其低效工作 或无法工作或提前退役的现象即称为失效。 二、失效形式 零件失效形式即失效的表现形式，可理解为失效的 类型，也称为失效模式。 按失效的宏观特征，可将零件失效分为： 变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型

过量弹性变形失效变形失效过量塑性变形失效脆性断裂失效塑性断裂失效其中磨损失效占环境介质引起的断裂（应力腐蚀、氢脆断裂）到整个零件失效低周疲劳的70%左右，高周疲劳机械断数疲劳零件断裂失效失效腐蚀疲劳重点讨论学习磨高温疲劳热疲劳损失效方面的知冲击断裂注识和内容，其他意端变持久断裂氧化磨损、粘着磨损的作为了解和自磨损腐蚀磨损、磨粒磨损失效面表接触疲劳、微动损伤学的部分。损伤均匀腐蚀、局部腐蚀失效腐蚀失效电化学腐蚀、空蚀（气蚀）机械零件失效形式分类图2.1

其中磨损失效占 到整个零件失效 的70%左右， 重点讨论学习磨 损失效方面的知 识和内容，其他 的作为了解和自 学的部分。 注 意

工具钢A我能HRC48断口是这95.3直径样吗028.6--000389.7H59.257.2直径-B2.4(min)0.25R(max)断口原设计改进设计视图A-A弯管机轴疲劳断裂，裂纹萌生于半径为0.25mm的圆角图7.2

我能 是这 样吗

6.35铸钢直径222.249.29.5看这里脆性断口9疲劳裂纹直径165.1详图A液压缸封头因设计不合理而疲劳开裂图7.4

看这里