电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。失效可能发生在产品寿命周期的各个阶段,发生在产品研制阶段、生产阶段到使用阶段的各个环节,通过分析工艺废次品、早期失效、试验失效、中试失效以及现场失效的失效产品明确失效模式、分析失效机理,最终明确失效原因。
早期失效期是机械零件使用初期的失效,失效率较高,但以很快的速度下降。早期失效问题大多与设计、制造、安装或使用不当有关。
偶然失效期的失效率低而稳定,是机械零件的正常工作时期,在此阶段发生的零件失效一般总是由于偶然因素造成的,故失效是随机的。若想降低这一时期的失效率,必须从选材、设计、制造工艺、正确地使用和维护方面采取措施。
偶然失效期以后,由于长时间的使用,使零件发生磨损、疲劳裂纹扩展等原因,失效率急剧上升,说明机械零件使用期已超过使用寿命期限,此阶段称为耗损失效期。在此阶段,重要的设备或零件虽然还没有失效,但应根据相应的判据进行更换或修理,以防止重大事故的发生。
机械零件由于某些原因丧失工作能力或达不到设计要求性能时,称为失效。机械零件的失效并不是单纯意味着破坏,可归纳为三种情况:完全不能工作;虽然能工作,但性能恶劣,超过规定指标;有严重损伤,失去安全工作能力。整体断裂、塑性变形、表面磨损、弹性变形过量、功能失效等。
1、整体断裂
零件在受压,拉,剪,弯,扭等外载荷作用的时候,由于某一危险截面上的的应力超过零件的强度极限而发生的断裂,或者零件在受变应力作用时,危险截面上发生的疲劳断裂均属此类。例如螺栓的断裂,齿轮轮齿根部的断裂等。
2、塑性变形
塑性变形是一种不可自行恢复的变形。工程材料及构件受载超过弹性变形范围之后将发生永久的变形,即卸除载荷后将出现不可恢复的变形,或称残余变形,这就是塑性变形。不是任何工程材料都具有塑性变形的能力。 金属、塑料等都具有不同程度的塑性变形能力,故可称为塑性材料。玻璃、陶瓷、石墨等脆性材料则无塑性变形能力。工程构件设计吋一般不允许出现明显的塑性变形,否则构件将不能维持原先的形状甚至发生断裂。
3、表面磨损
磨损是零部件失效的一种基本类型。通常意义上来讲,磨损是指零部件几何尺寸(体积)变小。零部件失去原有设计所规定的功能称为失效。失效包括完全丧失原定功能;功能降低和有严重损伤或隐患,继续使用会失去可靠性及安全性和安全性。 按照表面破坏机理特征,磨损可以分为磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等。前三种是磨损的基本类型,后两种只在某些特定条件下才会发生。
4、弹性变形过量
过了弹性限度则称为过量弹性形变,通常会引起塑性形变,即俗称的“永久变形”
5、功能失效
结构的组成材料等均能满足要求,结构也已经建造完工,但是无法实现原来设计时的需要。例如设计并架设一座桥梁,结果桥下的净空太低,使得相当一部分船只无法从桥下通过,这就是一种功能失效的例子。 结构不能满足其功能需要。这里,结构的组成材料等均能满足要求,结构也已经建造完工,但是无法实现原来设计时的需要。例如设计并架设一座桥梁,结果桥下的净空太低,使得相当一部分船只无法从桥下通过,这就是一种功能失效的例子。这类失效是任何设十中应该首先考虑的问题。
总之,机械零件虽然有很多种可能的失效形式。但归纳起来,最主要的原因是由于强度、刚度、耐磨性、温度对工作能力的影响和振动稳定性、可靠性等方面的问题造成的。掌握分析其失效原理,为提高产量及质量,降低器件成本,提高产品的竟争力等打下坚实的基础。