「雷人集锦」失效机理与损伤模型( 二 ) 相关概念工程系统发生的失效是由某种特

要尽量避免使用''随机失效''这个词，因为这个词经常被误解且/或被误用来表示''没有原因'' 。我们通常需要用随机分布和过程来量化我们对于失效机理所涉及的应力、材料/组件和其它变量的无知。但是如果我们不了解这些变量，例如， a.系统的几何和材料特性；b.在制造、存储、操作、周转、测试、使用和维修过程中所施加的应力，就不能量化失效的这些随机特征。
应力类型
对失效机理进行分类的另一种方法，就是基于触发失效机理的应力类型：机械、热、电、辐射和化学。这样分类并不完整，各类之间也不完全独立，而仅仅是为了方便讨论。
?机械失效是指由弹性变形和塑性变形、翘曲、脆性断裂和形变断裂、疲劳断裂萌生和扩展、蠕变和蠕变断裂导致的失效。许多其它类型的失效机机理会最终导致机械失效，同时机械失效（如线缆断裂）会导致电气失效
?热失效是指当组件加热到超过其临界温度，如玻璃化转换温度、熔点或闪点时发生的失效。热膨胀和热收缩会产生机械应力
?电气失效是指由静电放电、介质击穿、节点击穿、热电子注入、表面俘获和体俘获、表面击穿等引起的失效
?辐射失效是由放射性污染物和二次宇宙光所引起的失效
?化学失效是指由化学环境引起腐蚀、氧化和表面离子枝晶生长等的失效
【「雷人集锦」失效机理与损伤模型】通常各种应力存在交互作用，如：
?由于在热应力作用下产生热膨胀不匹配，从而引起机械失效
?应力辅助作用下的腐蚀
?应力-腐蚀断裂
?场致金属迁移
?温度引起对化学反应的加速
不是所有的失效机理都与任何一个特定的系统相关。
过应力失效机理和磨损失效机理在下面进行概述。
过应力失效机理
大弹性变形
当发生过大的弹性变形时，会发生失效，尤其是过应力作用在细长结构上。这种失效需要使用有限变形弹性力学的非线性理论进行分析。需要注意这一种类型失效可能对高精度结构造成问题，如太空镜、太空天线；或大柔性结构，如太空天线、太阳电池板。它们如果产生大变形会触发物体产生不稳定的振动模式。在电子封装中发生大弹性变形的例子包括：键合丝(bondwires)的大柔性变形会导致间隙串扰和/或短路，柔性板的大柔性变形会在焊端和焊点上产生应力。
屈服
如定义所示，对一个组件施加的应力超过其屈服强度时，就会产生不可回复的塑性应变，即永久变形。根据应用条件不同，这种永久性的变形可能不会成为失效。这种现象通常发生在金属组件上，有些金属表现出很好的塑性，有些则表现出明显的应变硬化。机械组件如凸轮、齿轮、轴承通常会进行热处理以提高它们的屈服强度，以防止产生塑性变形。电子封装也会产生屈服，电子封装的金属部件如焊料、键合丝、镀铜过孔(copperplatedvias)和金属化层(metallization) ，在热机械应力作用下都可能产生屈服。
翘曲
翘曲是由于细长结构在压应力作用下，突然丧失了弹性稳定性而导致的。临界翘曲应力是材料特性（如刚性）和结构参数（如长度直径比）综合作用的结果。用数学公式来表示，翘曲可以表述为沿着不稳定路径正交于初始变形模式的形变，它可以用本征值理论和/或双态理论模拟。翘曲是土木工程结构中受压力作用的柱状结构、航天器硬壳式机身和机翼机构中受剪切作用的面板的常见设计问题。在电子封装中，翘曲现象发生在由于与基板的热膨胀不匹配导致薄膜的起皱、由于未对准插件的插力过大导致器件引脚变形塌陷。
脆性断裂
在脆性材料（也就是那些在断裂前表现出很少的屈服和非弹性的材料）中，局部微小的瑕疵可能造成尖锐的应力集中。对脆性材料施加过大的应力时，会在主要的微瑕疵处产生突然灾难性的裂纹扩展，从而导致失效。