Работоспособность — это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданную функцию с параметрами, установленными требованиями технической документации. Отказ — это нарушение работоспособности. Свойство элемента или системы непрерывно сохранять работоспособность при определённых условиях эксплуатации называется безотказностью.Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.Работоспособность — потенциальная возможность индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определённого времени. Работоспособность зависит от внешних условий деятельности и психофизиологических ресурсов индивида.Критерии работоспособности:Прочность – способность детали сопротивляться разрушению или пластическому деформированию под действием приложенных нагрузок. Прочность является главным критерием работоспособности, так как непрочные детали не могут работать.Общие методы расчётов на прочность, приведённые в разделе 2 «Основы прочностной надежности», были подробно рассмотрены применительно к конкретным деталям и носят форму инженерных расчётов.Разрушение частей машины приводит не только к отказу всей механической системы, но и к несчастным случаям. Расчёты на прочность ведут: по допускаемым напряжениям: s £ s, t £ t; по коэффициентам запаса  прочности:  s ³ s;   по  вероятности   безотказной  работы:  Р  ³ P.В большинстве случаев нарушением прочности считают возникновение в детали напряжения, равного предельному. Для обеспечения достаточной прочности необходимо выполнение следующих условий:  s £ s;  t £ t; s ³ s.В зависимости от свойств материала и характера нагружения в качестве предельного напряжения принимают предел текучести, предел прочности или предел выносливости при соответствующем цикле изменения напряжений. При проектировании следует учитывать, что сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой деталей или с дефектами производства.В ряде случаев детали работают под нагрузками, вызывающими в поверхностных слоях переменные контактные напряжения s н  , приводящие к усталостному выкрашиванию контактирующих поверхностей. Расчёт в этом случае производят из условия выносливости рабочих поверхностей.Допускаемый коэффициент запаса s устанавливают на основе дифференциального метода как произведение частных коэффициентов: s's 1  s 2  s 3  , отражающих: s 1   – достоверность формул и расчетных нагрузок; s 2   – однородность механических свойств материалов; s 3   – специфические требования безопасности.Допускаемый коэффициент запаса s по отношению к пределу текучести  при расчёте деталей из пластичных материалов под действием постоянных напряжений назначают минимальным при достаточно точных расчётах. Коэффициент запаса по отношению к временному сопротивлению  при расчёте деталей из хрупких материалов, даже при постоянных напряжениях, назначают достаточно большим. Это связано с опасностью разрушения, даже при однократном превышении максимальным напряжением предела прочности. Коэффициент запаса по пределу выносливости ;  назначают относительно небольшим.Для конструкций, разрушение которых особенно опасно для жизни людей и окружающей среды, коэффициенты запаса прочности, а также методы расчёта, проектирования и эксплуатации регламентированы нормами Госгортехнадзора.Жесткость – способность деталей сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой. Расчёт на жесткость предусматривает ограничение упругих деформаций деталей в пределах, допустимых в конкретных условиях работы. Значение расчётов на жесткость возрастает в связи с тем, что совершенствование конструкционных материалов происходит главным образом в направлении повышения их прочностных характеристик, а модули упругости Е повышаются при этом незначительно или даже сохраняются постоянными. Нормы жесткости устанавливают на основе практики эксплуатации и расчётов. Встречаются случаи, когда размеры, полученные из условия прочности, оказываются недостаточными по жесткости.Расчёты на жесткость более трудоемки, чем расчёты на прочность. Поэтому, в ряде случаев ограничиваются лишь последними, но принимают  заведомо повышенные коэффициенты запаса прочности, чтобы таким косвенным способом обеспечить должную жесткость.В некоторых случаях приходится учитывать перемещения, обусловленные не только общими, но и контактными деформациями, т.е. выполнять расчёты на контактную жесткость.Устойчивость – свойство изделия сохранять первоначальную форму равновесия. Устойчивость является критерием работоспособности длинных и тонких стержней, работающих на сжатие, а также тонких пластин, подверженных сжатию силами, лежащими в их плоскости, и оболочек, испытывающих внешнее давление или осевое сжатие. Потеря деталями устойчивости характеризуется тем, что они, находясь под нагрузкой после дополнительного деформирования на малую величину в пределах упругости, не возвращаются в первоначальное состояние. Потеря устойчивости происходит при достижении нагрузки F так называемого критического значения F кр  , при котором происходит резкое качественное изменение характера деформации. Устойчивость будет обеспечена, если F £ F кр .При расчёте на устойчивость назначают повышенные коэффициенты безопасности, что связано с условностью расчётов, основанных на предположении центрального действия нагрузки, а при наличии смещения точки приложения силы относительно центра тяжести сечения значение критической силы резко падает.Теплостойкость – способность детали работать при высоких температурах. Нагрев деталей вызывается рабочим процессом машин и трением в кинематических парах и может вызвать вредные последствия: понижение прочностных характеристик материала и появление ползучести ; изменение физических свойств трущихся поверхностей; ухудшение показателей точности; уменьшение защищающей способности масляных плёнок, а следовательно, и увеличение изнашивания деталей; изменение зазоров в сопряжённых деталях, которое может привести к заклиниванию и заеданию.Чтобы не допустить вредных последствий перегрева на работу машин, выполняют тепловые расчёты и, при необходимости, вносят соответствующие конструктивные изменения, например принудительное охлаждение, увеличение поверхности теплоотдачи и др.Износостойкость – свойство деталей сопротивляться изнашиванию, т. е. процессу постепенного изменения размеров и формы деталей в результате трения. При этом увеличиваются зазоры в кинематических парах, что, в свою очередь, приводит к нарушению точности, появлению дополнительных динамических нагрузок, уменьшению поперечного сечения и, следовательно, к уменьшению прочности, к снижению КПД, возрастанию шума. При современном уровне техники 85.90 % машин выходят из строя в результате изнашивания, что вызывает резкое удорожание эксплуатации в связи с необходимостью периодической проверки их состояния и ремонта. Для многих типов машин затраты на ремонты и техническое обслуживание в связи с изнашиванием значительно превосходят стоимость новой машины.Расчёт деталей на износостойкость заключается либо в определении условий, обеспечивающих жидкостное трение, либо в обеспечении достаточной долговечности их путём назначения для трущихся поверхностей соответствующих допускаемых давлений.Виброустойчивость – способность конструкции работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. Последствия, вызываемые вибрацией, были рассмотрены в подразделе 1.5.Основными направлениями работ, обеспечивающими вибропрочность и виброустойчивость, являются: устранение источников колебаний ; создание конструкций такой жесткости, при которой будет отсутствовать опасность возникновения резонанса колебаний, и разработка эффективных средств виброзащиты человека – оператора, управляющего высокоскоростными транспортными средствами, технологическими машинами и машинами вибрационного действия, в которых резонансные и вибрационные эффекты позволяют высокоэкономично увеличить производительность труда.Надежность, как критерий работоспособности, оценивают вероятностью P сохранения работоспособности в течение заданного срока службы: P1-n n, где n  – число деталей, отказавших к моменту времени t или концу наработки; n – число деталей, подвергнутым испытаниям.Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы его составляющих.Надежность изделия может быть достигнута выполнением ряда требований на всех этапах проектирования, изготовления и эксплуатации. К их числу относятся следующие:схема изделия должна быть выбрана таким образом, чтобы число её элементов, по возможности, было минимальным;.расчёты должны наиболее точно отражать действительные условия работы, а качество изготовления соответствовать намеченному;.защита от внешних воздействий: вибрации, высоких температур, окислительных сред, пыли и т.п. и эффективная система смазки;.Литература:Ссылки: