机械零件失效的概念

机械零件的失效分析失效：零件或部件失去应有的功效零件在工作过程中最终都要发生失效。

所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。

只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。

一般称呼失效大多是特指零件的早期失效，即未达到预期的效果或寿命，提前出现失效的过程。

失效分析：探讨零件失效的方式和原因，并提出相应的改进措施。

根据失效分析的结果，改进对零件的设计、选材、加工和使用，提高零部件的使用寿命，避免恶性事故的发生，带来相应的经济效益和社会效益。

一、零件的失效形式失效形式分3种基本类型：变形、断裂和表面损伤。

1、变形失效与选材（机件在正常工作过程中由于变形过大导致失效）①弹性变形失效（由于发生过大的弹性变形而造成的零件失效）弹性变形的大小取决于零件的几何尺寸及材料的弹性模量。

金刚石与陶瓷的弹性模量最高，其次是难溶金属、钢铁，有色金属则较低，有机高分子材料的弹性模量最低。

因此，作为结构件，从刚度及经济角度看，选择钢铁是比较合适。

②塑性变形失效（零件由于发生过大的塑性变形而不能继续工作的失效）塑性变形失效是零件中的工作应力超过材料的屈服迁都的结果。

一般陶瓷材料的屈服强度很高，但脆性非常大，因此，不能用来制造高强度结构件。

有机高分子材料的强度很低，最高强度的塑料也不超过铝合金。

因此，目前用作高强度结构的主要材料还是钢铁。

2、断裂失效①塑性断裂零件在受到外载荷作用时，某一截面上的应力超过了材料的屈服强度，产生很大的塑性变形后发生的断裂；②脆性断裂脆性断裂发生时，事先不产生明显的塑性变形，承受的工作应力通常远低于材料的屈服强度，所以又称为低应力脆断；③疲劳断裂在低于材料屈服强度的交变应力反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂；④蠕变断裂在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加，最后由于变形过大或断裂而导致的失效；3、表面损伤①磨损失效磨损主要是在机械力的作用下，相对运动的接触表面的材料以细屑形式逐渐磨耗，而使零件尺寸不断变小的一种失效方式。

机械零件的失效和机械故障(一)机械零件的失效和机械故障机械失去工作力量称为故障，机器零件丢失规定的工作力量称为失效。

机械的故障和零件的失效是分不开的。

由于零件正常磨损或物理化学变化引起的零件变形、断裂、蚀损等使零件失效而引起的故障，此类故障也叫做自然故障。

1、零件的磨损磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。

2、零件的变形机器在工作过程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和外形发生转变的现象叫变形。

金属的变形包括弹性变形和塑性变形。

3、零件的断裂零件在外力载荷作用下，首先发生弹性形变，当载荷所引起的应力超出弹性极限而连续增加时，材料可能产生塑性形变，最终应力超过强度极限时发生断裂。

4、蚀损零件在循环接触应力作用下表面发生的点状剥落称为疲惫点蚀；零件受四周介质的化学及电化学作用使表层金属发生的破坏称为腐蚀；零件在温度变化和介质作用下表面产生针状孔洞，并不断扩大称为穴蚀。

疲惫点蚀、腐蚀和穴蚀统称为蚀损。

(一)机械零件的失效和机械故障机械失去工作力量称为故障，机器零件丢失规定的工作力量称为失效。

机械的故障和零件的失效是分不开的。

由于零件正常磨损或物理化学变化引起的零件变形、断裂、蚀损等使零件失效而引起的故障，此类故障也叫做自然故障。

1、零件的磨损磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。

2、零件的变形机器在工作过程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和外形发生转变的现象叫变形。

金属的变形包括弹性变形和塑性变形。

3、零件的断裂零件在外力载荷作用下，首先发生弹性形变，当载荷所引起的应力超出弹性极限而连续增加时，材料可能产生塑性形变，最终应力超过强度极限时发生断裂。

4、蚀损零件在循环接触应力作用下表面发生的点状剥落称为疲惫点蚀；零件受四周介质的化学及电化学作用使表层金属发生的破坏称为腐蚀；零件在温度变化和介质作用下表面产生针状孔洞，并不断扩大称为穴蚀。

疲惫点蚀、腐蚀和穴蚀统称为蚀损。