Page 49 - 理化检验-物理分册2025年第三期

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综述 DOI:10.11973/lhjy-wl250030

失效分析体系的新诠释

杨振国
（复旦大学 材料科学系，上海 200433）

摘 要：探究现有的失效分析体系，以期推动该体系的重塑和发展。首先，对失效的多种定义进
行了评述，在此基础上提出了失效的新定义，以深刻理解失效的本质。其次，在失效模式的重新分
类中，提出了畸变失效模式，将其作为工程材料的第四种失效模式，取代以往常用的变形失效模式。
然后，通过引入“五要素”概念，即失效模式、失效形式、失效缺陷、失效机理和失效原因，构建了失
效分析新体系，而失效形式的嵌入使该体系更加完整。同时，阐明了失效模式与失效机理的本质区
别及其内在关系，强调失效机理是识别失效原因的关键。最后，给出了金属材料失效模式与失效机
理相互关系的新表述，揭示出不同的失效机理对应于不一样的失效原因。
关键词： 失效分析；新定义；新失效模式；新体系；新诠释
中图分类号：TB3；TG111.91；TG111.8 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2025)03-0037-11
New interpretation of the failure analysis system

YANG Zhenguo
(Department of Materials Science, Fudan University, Shanghai 200433, China)

Abstract: The existing failure analysis system is explored with the expectation of its reshaping and
development. Firstly, the various definitions of failure are reviewed. Based on this, a new definition of failure is
proposed, thereby gaining a profound understanding of the nature of failure. Secondly, in the reclassification of failure
modes, a distortion failure mode is suggested, which is regarded as the fourth failure mode of engineering materials,
replacing the deformation failure mode commonly used in the past. Thirdly, through introducing the concept of five
elements, namely, failure mode, failure form, failure defect, failure mechanism, and failure cause, a new system of
failure analysis is established, and the implant of failure form makes the system more complete. At the same time, the
essential difference and relationship between failure mode and failure mechanism are elaborated. It is stressed that the
failure mechanism is the key to identifying failure cause. Finally, a new expression of the relationship between failure
mode and failure mechanism of metallic materials is given, revealing different failure mechanisms correspond to various
failure causes.
Keywords: failure analysis; new definition; new failure mode; new system; new interpretation

失效分析作为一门不断发展中的综合性学科， 量控制、可靠性提高、结构系统优化、运维策略制定，
其价值和作用远不止对产品在使用中发生的失效进 以及安全监督管理等各个环节，从理论上指明了改
行事后分析，它能够贯穿产品的全寿命周期，从设 进的方向 ，通过创新驱动，服务于新质生产力。
[2]
计、研制、组装到运行、维护、管理等不同环节进行 然而，现有的失效分析体系有待拓展和完善。
事前分析、事中分析和事后分析 ，实现对产品结构 一方面，大量的失效案例在充实和丰富失效分析内
[1]
完整性的全面评定。更重要的是，它在新产品设计、 容的同时，对现有体系也提出了新的要求，以应对各
新材料研发、现有材料改性、加工工艺改进、产品质 种复杂失效问题的分析和预防。另一方面，随着材
料技术和加工工艺的不断进步，越来越多的高性能
收稿日期：2025-02-05
工程材料应用于不同工业领域，其失效机理变得复
作者简介：杨振国（1958—），男，博士，二级教授，博导，上海市
杂又多样。以新型复合材料和纳米材料为例，它们
教学名师，主要从事失效分析、复合材料的研究工作，zgyang@
fudan.edu.cn 凭借其独特的性能在许多领域获得了应用。然而，
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