Г лава 3

Таблица 3.4 Классификация процессов старения

Объект	Внешнее прояв­ление	Разновидности процесса
Тело детали (объемные явления)	Разрушение	Хрупкое разрушение
	Деформация	Пластическая деформация
	Изменение свойств материала	Изменение структуры, механических свойств (пластичность), химического со­става, магнитных свойств, газопроницае­мости, загрязнение жидкостей (смазоч­ного материала, топлива)
Поверхность (поверх­ностные явления)	Разъедание	Коррозия, эрозия, кавитация, прогар, трещинообразование
	Нарост	Налипание (адгезия, когезия, адсорбция, диффузия), нагар, облитерация (заращи-вание)
	Изменение свойств поверхностного слоя	Изменение шероховатости, твердости, отражательной способности, напряжен­ного состояния
	Износ	Износ (истирание), усталость поверхно­стных слоев, смятие, перенос материала
	Изменение условий контакта	Изменение площади контакта, глубины внедрения микровыступов, трения

факторов, но и от степени повреждения U. Поэтому сам процесс (его ре­зультат) влияет на интенсивность дальнейшего его протекания. Это условие можно записать как:

dU /dt = f(U),

В некоторых случаях, когда на скорость процесса одновременно дейст­вует ряд равноценных факторов, которые претерпевают изменение во вре­мени, зависимость g(t) может иметь экстремум (максимум или минимум). В этом случае функция U(t) имеет точку перегиба. Такая зависимость харак­терна, например, для перераспределения внутренних напряжений и дефор­маций в отливках в процессе их эксплуатации.

Существует определенная категория процессов, для которых вначале происходит накопление каких-то внутренних повреждений, а затем, с неко­торым запаздыванием, начинается сам процесс.

112

Г лава 3

Если в процессе с запаздыванием время до начала процесса (порог чув­ствительности) является основным периодом эксплуатации элемента, а сам процесс протекает с большой интенсивностью, то такое явление восприни­мается обычно как спонтанный (самопроизвольно возникающий) процесс. Так, хрупкое разрушение металлов носит лавинообразный характер и воз­никает после накопления внутренних напряжений или при неблагоприят­ном сочетании внешних воздействий.

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

При протекании различных процессов старения могут быть случаи, ког­да изменяется физическая сущность процессов и, соответственно, меняется закономерность, описывающая данные явления. Такие процессы называют­ся многостадийными. Для их описания, как правило, применяют законы для каждой стадии процесса y(t) и U(t).

Все рассмотренные функциональные зависимости, определяющие про­текание процесса старения, проявляются при эксплуатации систем как случайные процессы. Это связано с двумя основными причинами. Во-пер­вых, начальные свойства материала и параметры элемента имеют рассея­ние, так как являются продуктом некоторого технологического процесса, который может функционировать лишь с определенной точностью и стаби­льностью. Во-вторых, стохастическая природа процесса старения связана с широкой вариацией режимов работы и условий эксплуатации. В результа­те зависимости, описывающие процессы старения, становятся функциями случайных аргументов — нагрузок, скоростей, температур и т. п.

Поэтому скорость процесса старения у является случайной величиной, и ее полной характеристикой будет закон распределения (у). Для получения (у) экспериментальным методом применяется физико-статистическое мо­делирование, при котором испытание производят при различных значениях внешних факторов, а значения этих факторов принимают в соответствии с законом их распределения, отражающим условия эксплуатации. Приме­няя метод статистического моделирования (метод Монте-Карло), определя­ют закон распределения и его характеристики для искомой величины — скорости процесса повреждения.