Надежность и безопасность технических систем. Ветошкин А.Г - 23 стр.

              γ = dU/dt = ϕ (Z1, Z2,…, Zn, t)                              (4.1)
       Параметры Zi характеризуют условия эксплуатации (нагрузки, скорости, темпе-
ратура и др.), состояние материала (твердость, прочность, качество поверхности и т. д.)
и другие факторы, влияющие на протекание процесса повреждения материала. Однако
при наличии только функциональной зависимости, достаточно достоверно описываю-
щей данное явление, нельзя еще точно предсказать, как будет протекать данный про-
цесс, так как сами аргументы Z1,… Zn являются случайными величинами.
       Действительно, при работе машины происходят непредвиденные изменения и
колебания нагрузок, скоростей, температур, степени загрязнения поверхностей. Более
того, сами детали машины могут быть выполнены с различными допусками на техно-
логические параметры (точность, однородность материала и др.).
       Однако знание физической закономерности процесса в корне изменяет возмож-
ности по оценке хода процесса по сравнению со случаем, когда этот процесс оценива-
ется только на основе статистических наблюдений.
       Функциональная зависимость, хотя и абстрагирует действительность и лишь с
известной степенью приближения отражает физическую сущность процесса, но позво-
ляет предсказывать возможный ход процесса при различных ситуациях.
       Поэтому «физика отказов», которая изучает закономерности изменения свойств
материалов в условиях их эксплуатации, является основой для изучения и оценки на-
дежности машин.
       Для решения инженерных задач надежности необходимо знать закономерности
изменения выходных параметров системы и ее элементов во времени. Современная
наука изучает закономерности изменения свойств и состояния материалов на следую-
щих уровнях.
       Субмикроскопический уровень, когда на основании рассмотрения строения ато-
мов и молекул и образования из них кристаллических решеток твердых тел или иных
структур выявляются закономерности, которые служат базой для объяснения свойств и
поведения материалов в различных условиях.
       Микроскопический уровень рассмотрения свойств материалов исходит из анали-
за процессов, происходящих в небольшой области. Полученные при этом закономерно-
сти в дальнейшем распространяются на весь объем тела.
       Изучение влияния совместного действия силовых и физико-химических факто-
ров на поведение твердых тел в процессе их эксплуатации привело к появлению нового
направления - физико-химической механики материалов.
       Макроскопический уровень рассматривает изменение начальных свойств или со-
стояния материала всего тела (детали). Так теория упругости на основе закона Гука
рассматривает деформации и напряжения в системах и деталях различной конфигура-
ции, работающих на растяжение, кручение, изгиб и другие виды деформации.
       Разнообразные закономерности и методы расчетов, применяемые при конструи-
ровании и производстве машин, полученные общие физические законы и частные зави-
симости могут быть использованы и при решении вопросов надежности. При этом, по-
скольку главной задачей является оценка изменения свойств и состояния материала в
функции времени, необходимо выявить, какие физические закономерности могут быть
использованы и как проявляется фактор времени при оценке работоспособности изде-
лия.

                                                23