一、机电设备的失效与分析

1、 机电装备的失效及其影响

机电装备大到飞机和宇宙飞船，小到冰箱和洗衣机均是由众多的构件所组成。任何机电装备及其构件都是为完成某种功能而设计制造。尽管人们对机电装备进行极其严格的质量管理与控制，但由于技术的复杂与密集，在设计、制造使用与维护的全过程中，存在众多的环节与不确定因素，因此机电装备及其构件在使用应力、时间、温度与环境介质的作用下，出现某些失效，至今仍然难以完全避免。

机电装备及其构件丧失其规定功能的现象称为失效（Failure）。失效与故障不同，故障（Fault）是指机电装备或构件达不到规定的功能而通过修理能恢复其功能的现象。失效与事故虽有关联，但概念不同。事故（Accident）是指机电装备构件出现故障、失效或其他因素而导致经济损失和人员伤亡等不良后果的现象。

机电装备及其构件的失效在给人们的生产与生活造成种种不便和重大经济损失的同时，会严重影响生产企业的信誉及其产品在市场上的竞争力，更为严重的是会危及人们的生命与财产的安全。古今中外的许多灾难性的事故就是因为机电装备或构件的失效而酿成。如：1986年1月28日美国“挑战者”号航天飞机，因密封圈的失效而爆炸，使7名宇航员遇难，1988年1月18日，中国民航的一架伊尔－18客机，因起动发电机失效而导致机上108人全部遇难的特大空难事故；1984年印度的一家化工厂，由于管路破裂失效，大量毒气泄出，造成375人死亡，2000人受重伤。

由于机电装备或构件的失效会导致一系列不良后果，迫使人们与失效现象进行斗争，与失效现象斗争最直接最有效的手段就是进行失效分析。

2、 失效分析及其意义

确定分析对象，判明失效模式，研究失效机理，分析引起失效（包括事故、故障）的原因，提出预防失效措施与对策的技术活动与管理活动称为失效分析（Failure Analysis）开展失效分析意义重大，主要体现在以下的方面：

（1） 失效分析是促进科学技术进步的强大动力，是人类认识客观观世界的一个重要窗口。

尽管机电装备及其构件失效是人们所不希望发生的，然而正确的进行失效分析，必然会提高人们对客观事物的认识水平，进而采取相应的技术措施和管理对策，推动科学技术的发展和机电装备性能的提高。事实上历史上许多科学技术就是在正确的失效分析基础上发展起来，如疲劳学断裂学和腐蚀学等。

（2） 失效分析是提高装备及其构件质量的重要手段

机电装备及其构件在使用中出现的任何失效都可看作是在实际使用条件下对装备构件质量所进行的科学实验的结果，它能给人们以启迪引导人们去认识复杂多变的外界条件。发现曾被忽略的质量问题，进而采取措施与对策改进或提高装备及其构件的质量。

（3） 失效分析可以带来巨大的经济效益和社会效益。

装备及其构件的失效会造成不同程度的直接与间接的经济损失。通过失效分析一方面可推出引起失效的原因，提出改进措施，使同类失效不再发生，再降低负效益的同时，能增加正效益；另一方面通过失效分析可改进装备与构件的质量，提高其使用可靠性延长使用寿命，降低维修费用，从而带来巨大的经济效益和社会效益；失效分析能分清责任，为仲裁和执法提供依据，失效分析能揭示法规与标准的不足，为其修改提供依据。

在讨论失效分析的效益时，既要看到眼前的、具体的、本单位的效益，更要看到长远的，整个社会的效益，由此给整个社会带来的经济效益和社会效益是难以估量的。

3、 失效分析的任务

（1） 深入机电装备失效现场，收集、调查失效信息，寻找首先失效构件及相关实物证据。

（2） 对失效构件进行全面深入的客观分析，通过失效模式认定推理，初步确定失效件的失效模式。

（3） 对失效件及相关物证进行微观分析，理化检验，分析研究引起失效的原因。

（4） 在假设、归纳、类比縯绎等逻辑推理与判断的基础上，进行综合分析建立整个失效过程的因果关系。