Analyse de défaillance mécanique

VérifiéSûr

Méthode systématique d'analyse des défaillances de composants mécaniques pour identifier les causes racines par fractographie, métallographie et analyse de contraintes.

Spar Skills Guide Bot
TestingAvancé
22/07/2026
Claude Code
#failure-analysis#mechanical-engineering#fractography#root-cause-analysis#materials-testing

Recommandé pour

Synthèse automatique

Méthodologie structurée d'analyse de défaillance pour composants mécaniques, couvrant fractographie, métallographie, identification du mode de ruine et analyse de cause racine.

Points forts

  • Déroule un processus en quatre phases, de la préservation des preuves à la métallographie, avec des listes de contrôle concrètes
  • Fournit des tables de correspondance entre caractéristiques de rupture (stries, dimples, facettes de clivage) et mécanismes de défaillance
  • Combine fractographie MEB/EDS, examen métallographique et cadres d'analyse de cause racine (5-Why, Fishbone)
  • Inclut la rédaction du rapport et le développement d'actions correctives

Limites

  • Skill purement méthodologique : aucune exécution réelle d'analyse SEM/EDS ou métallographique, seulement des recommandations
  • Ne couvre pas les calculs quantitatifs de mécanique de la rupture ni les arbres de défaillance probabilistes
  • Suppose que l'utilisateur possède déjà les échantillons et accès aux équipements de laboratoire
Quand l'utiliser

À utiliser lorsqu'une pièce mécanique a rompu ou s'est dégradée et qu'il faut structurer l'investigation, interpréter des observations de fracture ou rédiger un rapport d'analyse.

Analyse de sécurité

Sûr
Score qualité80/100

The SKILL.md is purely reference documentation: methodology phases, fractography/metallography interpretation tables, root-cause frameworks, and input/output JSON schemas. There are no shell commands, downloads, obfuscated payloads, secret handling, or destructive instructions; the declared Bash/Write permissions are unused by the content and carry no inherent execution risk as written.

Points d'attention
  • •Declares Bash and Write in allowed-tools, but the body contains no executable commands, scripts, or file-system operations
  • •References external laboratory equipment (SEM/EDS, metallography) that the agent cannot actually operate; no network or credential handling involved
Comment cette analyse est faite

Exemples

Fatigue fracture at a keyway
My steel drive shaft failed after about 2 million cycles. There are beach marks radiating from the keyway fillet and almost no plastic deformation. Walk me through a failure analysis: root cause via 5-Why and corrective actions.
Choosing metallography samples
I have a fractured aluminum bracket with a flat, chevron-marked surface. Help me plan the fractography and metallography work: what to section, which etchant, and what features to look for in SEM.
Writing the FA report
Draft a failure analysis report for a stainless steel flange that cracked with branching cracks in a chloride environment. Structure it per the failure-analysis methodology: evidence, examination, fractography, metallography, conclusions, corrective actions.

name: failure-analysis description: Systematic failure analysis methodology for mechanical component failures allowed-tools:

  • Read
  • Write
  • Glob
  • Grep
  • Bash metadata: specialization: mechanical-engineering domain: science category: materials-testing priority: medium phase: 8 tools-libraries:
    • SEM/EDS analysis tools
    • Metallographic equipment
    • NDT methods graph: domains: [domain:mechanical-engineering] skillAreas: [skill-area:physics-simulation, skill-area:mathematical-reasoning, skill-area:motion-planning] roles: [role:systems-integration-engineer, role:research-engineer]

Failure Analysis Skill

Purpose

The Failure Analysis skill provides systematic methodology for investigating mechanical component failures, enabling root cause identification through fractography, metallography, stress analysis, and structured problem-solving approaches.

Capabilities

  • Fractography interpretation (SEM, optical)
  • Metallographic examination guidance
  • Root cause analysis frameworks (5-Why, Fishbone)
  • Failure mode identification (fatigue, corrosion, overload)
  • Stress analysis correlation to failure location
  • Chemical analysis interpretation
  • Corrective action development
  • Failure analysis report generation

Usage Guidelines

Investigation Process

Phase 1: Evidence Preservation

  1. Documentation

    • Photograph failed components as-received
    • Document orientation and assembly position
    • Record operating conditions at failure
    • Preserve all fragments
  2. Chain of Custody

    • Log all handling
    • Secure storage
    • Controlled access
    • Document any cleaning or cutting

Phase 2: Visual Examination

  1. Macroscopic Features | Feature | Indication | |---------|------------| | Beach marks | Fatigue | | Chevron marks | Brittle fracture | | Shear lips | Ductile overload | | Corrosion products | Environmental attack | | Wear patterns | Tribological failure |

  2. Fracture Origin

    • Identify initiation site
    • Look for stress concentrations
    • Check for material defects
    • Document surface conditions

Phase 3: Fractography

  1. Optical Microscopy

    • Low magnification overview
    • Document fracture features
    • Identify regions of interest
  2. Scanning Electron Microscopy (SEM) | Fracture Feature | Failure Mode | |------------------|--------------| | Striations | Fatigue crack growth | | Dimples | Ductile overload | | Cleavage facets | Brittle fracture | | Intergranular | Creep, SCC, hydrogen | | Quasi-cleavage | Mixed mode |

  3. EDS Analysis

    • Identify corrosion products
    • Detect contamination
    • Verify material composition

Phase 4: Metallography

  1. Sample Preparation

    • Section perpendicular to fracture
    • Mount in appropriate media
    • Grind and polish
    • Select appropriate etchant
  2. Examination

    • Grain structure
    • Heat treatment condition
    • Inclusions and defects
    • Microcracking
    • Decarburization

Failure Mode Identification

Fatigue Failure

Characteristics:
- Beach marks (macroscopic)
- Striations (microscopic)
- Origin at stress concentration
- Minimal plastic deformation
- Flat fracture surface

Contributing Factors:
- Cyclic loading
- Stress concentration
- Residual stress
- Material defects
- Environmental effects

Overload Failure

Ductile:
- Significant plastic deformation
- Cup-and-cone fracture (tensile)
- Shear lips
- Dimpled fracture surface

Brittle:
- Little plastic deformation
- Flat fracture surface
- Chevron marks pointing to origin
- Cleavage or intergranular fracture

Corrosion Failures

| Type | Characteristics | Environment | |------|-----------------|-------------| | Uniform | General metal loss | Acids, bases | | Pitting | Localized attack | Chlorides | | SCC | Branching cracks | Specific ion + stress | | Corrosion fatigue | Accelerated fatigue | Cyclic + corrosive | | Hydrogen embrittlement | Intergranular fracture | Hydrogen source |

Wear Failures

| Type | Mechanism | Evidence | |------|-----------|----------| | Adhesive | Material transfer | Galling, scoring | | Abrasive | Hard particle cutting | Grooves, scratches | | Erosive | Fluid/particle impact | Surface damage pattern | | Fretting | Small amplitude motion | Oxide debris, pitting |

Root Cause Analysis

5-Why Method

Problem: Shaft failure
Why 1: Fatigue fracture
Why 2: High stress concentration at keyway
Why 3: Sharp corner radius
Why 4: Drawing did not specify radius
Why 5: Design review did not catch omission

Root Cause: Inadequate design review process

Fishbone Diagram Categories

  • Material: Composition, defects, properties
  • Machine: Equipment condition, maintenance
  • Method: Process, procedure, design
  • Man: Training, error, supervision
  • Environment: Temperature, humidity, contamination
  • Measurement: Calibration, accuracy

Process Integration

  • ME-016: Failure Analysis Investigation

Input Schema

{
  "failed_component": {
    "part_number": "string",
    "material": "string",
    "service_history": "string",
    "failure_date": "date"
  },
  "operating_conditions": {
    "loads": "string",
    "environment": "string",
    "temperature": "number (C)",
    "cycles_or_hours": "number"
  },
  "available_evidence": {
    "fracture_surfaces": "boolean",
    "mating_parts": "boolean",
    "lubricant_samples": "boolean",
    "maintenance_records": "boolean"
  },
  "analysis_scope": "preliminary|comprehensive"
}

Output Schema

{
  "failure_mode": "fatigue|overload|corrosion|wear|other",
  "root_cause": "string",
  "contributing_factors": "array",
  "evidence_summary": {
    "visual": "string",
    "fractography": "string",
    "metallography": "string",
    "chemical": "string"
  },
  "corrective_actions": [
    {
      "action": "string",
      "category": "design|material|process|maintenance",
      "priority": "high|medium|low"
    }
  ],
  "preventive_recommendations": "array",
  "report_reference": "string"
}

Best Practices

  1. Preserve evidence before any destructive examination
  2. Document all observations photographically
  3. Follow systematic investigation process
  4. Consider multiple failure mechanisms
  5. Correlate fracture features with stress analysis
  6. Validate root cause with evidence

Integration Points

  • Connects with FEA Structural for stress analysis
  • Feeds into Material Selection for improved materials
  • Supports Design Review for lessons learned
  • Integrates with Quality for corrective actions

Du fichier au premier essai

Le téléchargement contient exactement le contenu affiché sur cette fiche. Cette copie peut différer de la dernière version du dépôt source.

Consulter la source et ses fichiers annexes

Ce téléchargement contient uniquement SKILL.md. Les scripts, références, modèles et dépendances éventuels ne sont pas inclus. Récupérez les fichiers nécessaires depuis la source en conservant leur arborescence avant de poursuivre.

1. Télécharger le fichier

Télécharger SKILL.md

Depuis la racine d’un projet de test, enregistrez le fichier sous .skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md, ou utilisez la commande suivante. Ce dossier sert à examiner la skill avant son installation.

Commande pour macOS/Linux ou WSL : un shell POSIX et curl sont nécessaires. Sous Windows sans WSL, utilisez le bouton de téléchargement et créez le dossier manuellement.

mkdir -p '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx' && curl --fail --show-error --location 'https://skills-guides.com/api/skills/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/download' --output '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md.part' && mv '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md.part' '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md'

2. Vérifier les prérequis

Lisez SKILL.md avant de l’utiliser. Si le fichier cite des scripts ou services externes, examinez-les et préparez les accès nécessaires dans votre environnement de test.

Aucune section de prérequis reconnue dans ce fichier. Cela ne signifie pas qu’il est autonome : les bibliothèques, outils et accès peuvent être cités ailleurs dans le contenu ou dans le dépôt source.

Les plateformes de la fiche sont des indications du catalogue. Les chemins ci-dessous suivent la documentation des outils ; ils ne prouvent pas que cette skill y a été exécutée. Aucune version minimale de ces outils n’est attestée pour cette fiche.

3. Charger la skill

Après vérification, copiez le dossier complet dans le projet avec l’une des commandes ci-dessous, puis ouvrez une nouvelle session de l’outil. La commande s’arrête si un dossier du même nom existe déjà : comparez les fichiers avant de le remplacer.

Claude Code
test -f '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md' && test -s '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md' && mkdir -p '.claude/skills' && test ! -e '.claude/skills/failure-analysis' && cp -R '.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx' '.claude/skills/failure-analysis'

OpenSkills

OpenSkills doit déjà être installé. La procédure locale install/read est contrôlée avec OpenSkills 1.5.0, qui exige Node.js ≥ 20.6.0. Aucun slug du catalogue n’est résolu automatiquement.

Installation officielle d’OpenSkills
openskills install './.skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx'

openskills read 'mechanical-failure-analysis-mrwakbbx'

La lecture doit afficher le contenu du fichier installé et son dossier de base. Elle ne lance ni la skill ni ses dépendances.

Pour un agent qui lit AGENTS.md, synchronisez ensuite l’index. Cette commande modifie AGENTS.md : relisez le diff avant de l’utiliser.

openskills sync

Mode manuel ou autre outil : joignez SKILL.md à une conversation, ou ouvrez-le dans un agent capable de lire les fichiers. Ajoutez les ressources annexes nécessaires. Il n’existe pas de dossier universel reconnu par tous les outils.

4. Faire un premier essai

Utilisez une entrée courte et fictive : un endpoint d’API, un petit document ou un brief d’interface. Dans une nouvelle conversation, joignez le fichier ou donnez son chemin à l’agent, puis adaptez cette demande :

Lis .skill-downloads/mechanical-failure-analysis-mrwakbbx/SKILL.md et applique ses instructions à cet exemple : [décrire une entrée de test]. Indique les fichiers, dépendances ou accès qui manquent. Produis le résultat demandé par la skill sans inventer de données ni exécuter de script non examiné.

Résultat attendu : une sortie correspondant aux instructions de la skill, ou une liste précise des prérequis manquants. Une simple confirmation de lecture ne valide pas le premier usage. Si une ressource externe est indisponible, ce parcours reste à tester.

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