3.5. Оценка степени повреждения.

Численная оценка величины повреждения материала детали яв­ляется достаточно сложной задачей:

Наблюдается большое разнообразие видов повреждений;

Повреждение может распространяться на весь объём материала или на всю поверхность детали, а также носить локальный характер;

Величина, оценивающая степень повреждения, должна быть связана с изменением выходных параметров изделия.

Существует два основных метода оценки степени повреждения.

При первом методе выбираются численные критерии для непо­средственного измерения величины повреждения изделия, например, величина деформации детали, её линейный или весовой износ, глу­бина и размеры каверн при локальном разрушении поверхности. При локальных видах повреждения бывает трудно непосредственно оце­нить степень повреждения.

В этом случае применяют второй метод когда о повреждении су­дят по изменению выходного параметра.

О степени повреждения многих узлов трения можно судить по возрастанию температуры и коэффициента трения. Именно так, устанавливаю предельное состояние при испытании на долговечность подшипников качения.

Для резервуаров, трубопроводов и другой гидро- и пневмоаппаратуры о процессе старения можно судить по основному параметру – герметичности.

3.6. Типовые закономерности протекания процессов старения во времени.

Очень важным и необходимым этапом при решении задач на­дёжности является оценка скорости протекания процесса старения из­делий во времени

γ = dU/dt

Где- U величина повреждений.

Зная временную характеристику γ(t), можно определить степень повреждения как функцию времени, т.е.

,

Которая в свою очередь будет определять изменения во времени выходного параметра изделия.

В таблице 3.2. представлены типовые закономерности протека­ния процессов старения во времени. Наиболее просто протекают ста­ционарные процессы, когда скорость процесса постоянна или колеб­лется относительно среднего значения. Это происходит в том случае, если все факторы, влияющие на скорость процесса, стабилизирова­лись и нет причин, изменяющих интенсивность процесса. Такая за­кономерность характерна для установившегося периода износа, для некоторых видов коррозии и других процессов.

Если при старении возникают факторы, которые интенсифици­руют или наоборот замедляют скорость его протекания, т.е. скорость процесса изменяется монотонно, функция U(t) будет иметь не линей­ный вид и соответственно описывать интенсификацию или затухание процесса повреждения материала изделия.

В некоторых случаях, когда на скорость процесса одновременно действует ряд равноценных факторов, которые претерпевают измене­ние во времени, зависимость γ (t) может иметь экстремум, что харак­терно для некоторых видов коррозии, для процессов коробления и др. В этом случае функция U(t) имеет точку перегиба.

Существует определённая категория процессов, для которой вначале происходит накопление каких-то внутренних повреждений, а затем с некоторым заданием начинается процесс. Например, при усталостных разрушениях материала трещины зарождаются лишь после определённого числа циклов нагружения.

Если скорость процесса меняет знак, что характерно для слож­ных физико-химических процессов, протекающих в материале, то функция U(t), характеризующая степень повреждения будет иметь экстремум.

Таблица 3.2. - Типовые закономерности протекания во времени процесса старения

Процессы (по у - характери стике.)		γ(t) =dU/dt	U(t)	Примеры
Стационарные	Постоянные			Износ U = kt
	Псевдоста­ционарные			Износ при переменных режимах
Монотонные	Возрастающие			U = kt^n;n>l U=R(e^kt-l) Износ при засорении поверхностей
	Убывающие			Износ в пери­од приработки U = kt^n;n<l U = R(l-e^-^kt) Распад мар­тенсита
Экстремаль­ные	С максиму­мом			Коррозия, коробление γ= a t e^-^bt
	С минимумом			Ползучесть, износ, корро­зия
С запаздыванием				Усталость, хрупкое разрушение
Знакопеременные				Изменение механических характеристик