失效原因

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失效原因是指在設計、過程、品質或是零件應用上的缺陷,此缺陷是某一失效英语failure的原因,或是因此開始會導致失效的程序。若失效和產品或過程的使用者有關,也需要考慮人为错误的可能性。

零件失效/失效模式[编辑]

零件的失效模式是指零件在零件層次的機能失效。零件多半只有幾個失效模式,例如,繼電器可能無法依要求開啟或是關閉。不過導致失效的機制可能有許多不同的原因,也可能會是許多因素同時作用的結果。有可能是因為接點的腐蚀、異常大電流造成的接點焊死、返回彈簧的金屬疲勞、未預期命令、灰塵堆積、機構堵塞等。很少可以識別出造成系統失效的單一原因。大部份情形下的實際根本原因都會和某種程度的人为错误有關,例如設計錯誤、操作錯誤、管理錯誤、維護造成的錯誤、規格的錯誤等。

失效場景[编辑]

失效場景(fault scenario)是識別了可能的先後關係,結合了事件、失效(失效模式)、條件、系統狀態,最終造成系統失效結果的完整敘述。由原因(若知道的話)開始,到特定的結果(系統失效條件)為止。系統的失效場景類似零件的失效機制(failure mechanism)。二個的結果都是系統/零件的失效模式。

失效場景不像許多產品使用者或是流程參與者所用的,只敘述發生現象而已。失效場景/失效機制是較完整的敘述,包括失效出現的前置條件、產品使用的情形、接近的原因以及最終的原因(若已知的話),以及產生的附屬故障以及最終的失效結果。

失效場景是工程師词库的一部份,特別是在針對產品或流程進行測試及调试的工程師。此工作需要小心的觀察及敘述失效條件、確認失效是否可以重現、假設哪一種條件及先後順序的組合會造成失效,這是修正設計缺陷以及改善後續迭代過程的一部份。此名詞也可以用在機械系統的失效。

失效原因種類[编辑]

機械失效[编辑]

以下是一些機械失效的機制:過度撓曲、挫曲、延性斷裂脆性斷裂英语brittle fracture撞擊潛變、應力鬆弛、热冲击磨損、腐蝕[1]、應力蝕裂(stress corrosion cracking)以及機械的疲勞[2]。每一種都會有特別的破斷面,以及破斷面附近的特徵。元件受力的方式,以及受力的歷史也和結果的判斷有關。幾何設計也非常的重要,因為應力集中會將局部負載放大到非常大的程度,因此會開始斷裂。

隨著對失效的瞭解越來越多,失效原因可以從單純描述現象以及結果,進展到有關失效情形、出現時間以及原因的系統性,較抽象化的概念模型

產品或情形越複雜,越需要清楚的瞭解失效原因,為了是要確保系統的正常運作(或是維修)。例如像級聯故障英语Cascading failure就是特別複雜的失效原因。邊緣案例英语Edge case邊角案例也是常出現複雜、未預期、難以除錯問題的場合。

腐蝕失效[编辑]

材料可能會因為腐蚀過程而退化,例如铁锈就是讓退化的原因之一。腐蝕也可能和負載有關,例如應力蝕裂英语stress corrosion cracking環境應力破裂英语environmental stress cracking

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 在技術上,腐蝕不是機械的失效模式,不過實務上常將腐蝕列入,因為腐蝕會直接導致機械失效
  2. ^ Stephens, Ralph I.; Fatemi, Ali; Stephens, Robert R.; Fuchs, Henry O. Metal Fatigue in Engineering. John Wiley & Sons. 2000-11-03. ISBN 9780471510598 (英语).