故障物理學(xué)經(jīng)過了半個多世紀(jì)的發(fā)展，目前已經(jīng)成為一門十分活躍的研究領(lǐng)域。它與概率統(tǒng)計學(xué)幾乎同時在可靠性工程中開始應(yīng)用，但是由于依賴于人們認(rèn)知水平的提高，使得其發(fā)展較為緩慢，直到20世紀(jì)80年代后才加快了應(yīng)用的步伐。目前，故障物理學(xué)已經(jīng)在國內(nèi)外的航空航天、艦船、兵器、核能等領(lǐng)域有了較為廣泛的應(yīng)用，在產(chǎn)品的可靠性設(shè)計、預(yù)計和評估等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。
　　可靠性科學(xué)是在與故障作斗爭的實(shí)踐過程中成長和發(fā)展起來的技術(shù)科學(xué)。概率統(tǒng)計方法更多關(guān)注產(chǎn)品故障的結(jié)果數(shù)據(jù)，要獲得高置信度的評估結(jié)果，需要積累大量的故障數(shù)據(jù)，同時評估結(jié)果只能說明產(chǎn)品故障的統(tǒng)計特性，無法回答故障起因及可靠性設(shè)計問題。故障物理學(xué)從認(rèn)識故障機(jī)理、刻畫故障行為兩個角度，研究產(chǎn)品故障的發(fā)生、發(fā)展及其預(yù)防的規(guī)律，以延長產(chǎn)品壽命、提高性能和增進(jìn)可靠性。
　　最初接觸故障物理學(xué)，是在2006年我剛剛進(jìn)入北京航空航天大學(xué)可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工作之時。從事相關(guān)基礎(chǔ)研究幾年后，由于航空、航天產(chǎn)品研制的需求，大概有六七年的時間我都在故障物理學(xué)的研究和實(shí)踐中摸爬滾打，期間充分體會到工程上的迫切需求對于理論方法研究的牽引作用。2017年，學(xué)院將“故障物理學(xué)”課程建設(shè)的任務(wù)交給了我，從那時起，編寫一本理論與實(shí)踐相結(jié)合的教材的想法就開始醞釀了，經(jīng)過了編寫和幾輪的修改，這本教材終于能夠展現(xiàn)在讀者面前。
　　本書編寫的指導(dǎo)思想是，緊密跟蹤故障物理學(xué)國內(nèi)外研究的最新進(jìn)展，結(jié)合作者團(tuán)隊(duì)近十年來在國內(nèi)重點(diǎn)裝備、特別是大飛機(jī)研制過程中的應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在介紹典型的常見的故障機(jī)理及其故障物理模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹故障物理模型的類別及其常用建模方法，最后闡述故障物理方法在可靠性工程中的典型應(yīng)用，以期讀者能漸進(jìn)式地學(xué)習(xí)和掌握故障物理學(xué)的全貌。