Надежность технических систем и техногенный риск. Ветошкин А.Г. - 36 стр.

нение пропускных сечений трубопроводов), а затем при разрушении стенок к полному выхо-
ду из строя изделия.
      Сочетание механических воздействий в том числе высокочастотных колебаний, а также
влияние температурных и химических факторов на элементы конструкции самолетов приво-
дит к тому, что в них могут возникнуть усталостные разрушения (трещины). Они снижают
несущую способность системы, что при определенной величине повреждения приводит к
разрушению элемента конструкции и может закончиться аврией.
      Процесс, возникающий в результате действия того или иного вида энергии, может не
сразу привести к повреждению изделия. Часто существует период «накопления воздействий»
прежде чем начнется период внешнего проявления процесса, т. е. повреждение изделия. На-
пример, для начала развития усталостной трещины необходимо определенное число циклов
переменных напряжений.
      Повреждение материала изделия — это отклонение его контролируемых свойств от
начальных, оно связано с выходными параметрами изделия определенной зависимостью. Не
всякое повреждение влияет на выходные параметры изделия. Также и определенная степень
этого повреждения может не повлиять на показатели работоспособности.
      В надежности машин часто пользуются понятием дефекта, т. е. такого состояния изде-
лия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований технической докумен-
тации, однако остается работоспособным. При этом дефект рассматривается как возможная
причина отказа. Понятие дефекта следует относить только к результату технологического
процесса, а понятие повреждения - к результату воздействий на систему при ее эксплуата-
ции. При этом необходимо рассматривать не только факт возникновения повреждений, но и
оценить степень этого повреждения. При достижении некоторого максимального значения
степени повреждения наступает отказ изделия.

                                    5.3. Физика отказов
             5.3.1. Анализ закономерностей изменения свойств материалов

      Изменение начальных свойств и состояния материалов, из которых выполнено изделие,
является первопричиной потери им работоспособности, так как эти изменения могут привес-
ти к повреждению изделия и к опасности возникновения отказа.
      Чем глубже изучены закономерности, описывающие процессы изменения свойств и со-
стояния материалов, тем достовернее можно предсказать поведение изделия в данных усло-
виях эксплуатации и обеспечить сохранение показателей надежности в требуемых пределах.
      Хотя для оценки надежности, как правило, используются вероятностные характеристи-
ки, это не значит, что суждение о поведении изделия можно сделать лишь на основании ста-
тистических исследований.
      Наоборот, в основе потери машиной работоспособности всегда лежат физические зако-
номерности, но в силу разнообразия и переменности действующих факторов эти зависимо-
сти приобретают вероятностный характер.
      Пусть скорость некоторого процесса повреждения материала γ есть функция ряда
входных параметров Z1, Z2,…, Zn и времени t, причем данная зависимость получена на основе
физико-химических законов:
                  γ = dU/dt = ϕ (Z1, Z2,…, Zn, t)                         (5.1)
       Параметры Zi характеризуют условия эксплуатации (нагрузки, скорости, температура и
др.), состояние материала (твердость, прочность, качество поверхности и т. д.) и другие фак-
торы, влияющие на протекание процесса повреждения материала. Однако при наличии толь-
ко функциональной зависимости, достаточно достоверно описывающей данное явление,

                                               37