工程材料与结构的失效及失效分析

张成江 王美林

摘 要：在某些工程领域中，材料和结构要接受恶劣条件的挑战，所以材料和结构的失效是难以避免的。本文对工程材料与结构失效的原因进行分析，并介绍当前失效分析的技术，对未来失效分析的发展前景进行展望。

关键词：工程材料；工程结构；失效；分析技术

各个工业部门使用的不同种类的材料和构件在外力环境影响下，经常被磨损和腐蚀，导致断裂变形，最后失效。材料和构件的失效给国民经济带来了巨大的损失，还会对人们的生命安全造成威胁。失效分析有助于促进新材料、新工艺的发展，为了培养这方面的人才，如今失效分析已成为一门新的学科，设计化学、机械和力学领域。

1.工程材料与结构的失效

失效就是失去效力。工程中，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。机械零件的失效主要是由于整体断裂，过大的残余变形，零件的表面破坏，破坏正常的工作条件而引起的失效。机械产品的零件或部件处于下列三种状态之一时就可定义为失效：完全不能工作；仍然可以工作，但已不能令人满意地实现预期的功能；受到严重损伤不能可靠和安全地继续使用，必须立即从产品或装备拆下来进行修理或更换。

失效的原因可归结为以下几个方面：（1）用法不当，构件在非设计条件下运行。这是失效的一个普遍原因。……