Надежность технических систем и техногенный риск. Ветошкин А.Г. - 37 стр.

нельзя еще точно предсказать, как будет протекать данный процесс, так как сами аргументы
Z1,… Zn являются случайными величинами.
      Действительно, при работе машины происходят непредвиденные изменения и колеба-
ния нагрузок, скоростей, температур, степени загрязнения поверхностей. Более того, сами
детали машины могут быть выполнены с различными допусками на технологические пара-
метры (точность, однородность материала и др.).
      Однако знание физической закономерности процесса в корне изменяет возможности по
оценке хода процесса по сравнению со случаем, когда этот процесс оценивается только на
основе статистических наблюдений.
      Функциональная зависимость, хотя и абстрагирует действительность и лишь с извест-
ной степенью приближения отражает физическую сущность процесса, но позволяет предска-
зывать возможный ход процесса при различных ситуациях.
      Поэтому «физика отказов», которая изучает закономерности изменения свойств мате-
риалов в условиях их эксплуатации, является основой для изучения и оценки надежности
машин.
      Для решения инженерных задач надежности необходимо знать закономерности изме-
нения выходных параметров системы и ее элементов во времени. Современная наука изучает
закономерности изменения свойств и состояния материалов на следующих уровнях.
      Субмикроскопический уровень, когда на основании рассмотрения строения атомов и
молекул и образования из них кристаллических решеток твердых тел или иных структур вы-
являются закономерности, которые служат базой для объяснения свойств и поведения мате-
риалов в различных условиях.
      Микроскопический уровень рассмотрения свойств материалов исходит из анализа про-
цессов, происходящих в небольшой области. Полученные при этом закономерности в даль-
нейшем распространяются на весь объем тела.
      Изучение влияния совместного действия силовых и физико-химических факторов на
поведение твердых тел в процессе их эксплуатации привело к появлению нового направле-
ния - физико-химической механики материалов.
      Макроскопический уровень рассматривает изменение начальных свойств или состояния
материала всего тела (детали). Так теория упругости на основе закона Гука рассматривает
деформации и напряжения в системах и деталях различной конфигурации, работающих на
растяжение, кручение, изгиб и другие виды деформации.
      Разнообразные закономерности и методы расчетов, применяемые при конструировании
и производстве машин, полученные общие физические законы и частные зависимости могут
быть использованы и при решении вопросов надежности. При этом, поскольку главной зада-
чей является оценка изменения свойств и состояния материала в функции времени, необхо-
димо выявить, какие физические закономерности могут быть использованы и как проявляет-
ся фактор времени при оценке работоспособности изделия.

                                5.3.2. Законы состояния

     Как физические законы, так и полученные на их основе частные зависимости, описы-
вающие изменение свойств и состояния материалов, можно разделить на две основные груп-
пы.
     Во-первых, это закономерности, описывающие взаимосвязи обратимых процессов, ко-
гда после прекращения действия внешних факторов материал (и соответственно деталь) воз-
вращается в исходное состояние. Эти зависимости называются законами состояния.
     Во-вторых, имеются закономерности, которые описывают необратимые процессы и,
следовательно, позволяют оценить те изменения начальных свойств материалов, которые


                                           38