3.1 Факторы внешнего и внутреннего воздействия ГОСТ Р 56257-2014
3.1.1 Факторы внешнего воздействия выражают свойства объекта и характеризуют его взаимодействие с окружающей средой. Факторы внутреннего воздействия выражают свойства объекта, связанные с его структурой и сущностью. В динамике внешние факторы характеризуют процессы взаимодействия объекта со средой, а внутренние — процессы внутри объекта [из 3.1(1) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.2 В зависимости от особенностей, объект воздействует на окружающую среду. Особенности объекта определяются его организацией, то есть материалами, из которых он состоит, структурой, взаимодействием составных частей, видами преобразования энергии, способом выведения за пределы объекта продуктов его жизнедеятельности либо просто потерями вещества и энергии при взаимодействии объекта с внешней средой. Известно, что воздействие объекта на окружающую его среду неизбежно в большей или меньшей степени изменяет ее, а, следовательно, и характер и степень ее воздействия на объект. Для обозначения подобных процессов применяется термин «обратная связь» [из 3.1(2) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.3 В процессе воздействия среды на объект можно выделить отдельные факторы. Под факторами внешнего воздействия понимают выделенную из совокупности сторону, процесс, механизм воздействия среды на рассматриваемый объект [из 3.1(3) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.4 Функционирование объекта не ограничивается его взаимодействием с внешней средой, очень часто более важными представляются взаимодействия его составных частей с точки зрения их влияния на функционирование объекта и изменение параметров во времени. К факторам внутреннего воздействия следует относить изменения во времени свойств материалов объекта, видов его организации и т.п. [из 3.1(4) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2 Классификация факторов внешнего и внутреннего воздействия ГОСТ Р 56257-2014
3.2.1 Качество продукции (изделия) закладывается на стадии разработки, обеспечивается в процессе производства и поддерживается на стадии эксплуатации. Разрабатывая продукцию (изделие), необходимо учитывать условия эксплуатации, хранения и транспортирования, характеризующиеся воздействием внешних и внутренних факторов [из 3.2(1) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.2 К внешним факторам относят действие окружающей среды и особенности эксплуатации, связанные с местом размещения продукции (изделия) и (или) условиями его транспортирования. Указанные внешние воздействия могут вызвать ограничение или потерю работоспособности продукции (изделия) или его составных частей в процессе эксплуатации [из 3.2(2) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.3 Внутренними факторами являются процессы старения и изнашивания. Процессы старения происходят непрерывно, причем они совершаются как во время работы, так и во время хранения и транспортирования изделий. Изнашивание проявляется в основном в процессе эксплуатации и зависит от воздействия внешних факторов, от режимов эксплуатации и работы изделий. Вероятность влияния внутренних факторов возрастает по мере увеличения длительности эксплуатации и при нарушении режимов работы, которые могут характеризоваться частотой включений и переключений, вызывающей в изделиях переходные процессы; перенапряжение; толчки и т.д. Частые включения и переключения некоторых изделий могут также влиять на механическое изнашивание их конструктивных элементов. В изделиях, предназначенных для циклических режимов работы, существенное влияние на тепловые режимы оказывают соотношения продолжительности работы и перерывов. Действие внутренних факторов во многих случаях зависит от схемы и конструкции изделия [из 3.2(3) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.4 По времени и характеру воздействия, режимы эксплуатации и работы изделий могут быть:
- непрерывными;
- периодическими (циклическими);
- апериодическими (одноразовыми);
- повторно–прерывными;
- случайными.
В классификациях факторы обычно группируют по какому–либо признаку, поэтому выделяют факторы механические, климатические и т.д. [из 3.2(4) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.5 В настоящем стандарте устанавливается следующая классификация на классы внешних воздействующих факторов (ВВФ): механические, климатические, биологические, радиационные, электромагнитные, специальных сред и термические [из 3.2(5) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.6 В свою очередь каждый класс подразделяется на группы, а каждая группа на виды, которым, кстати, соответствуют определенные виды испытаний.
Пример — Класс климатических воздействий делится на группы:
- атмосферное давление;
- температура среды;
- влажность воздуха или других газов и т.д.
[из 3.2(6) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.7 Группы в свою очередь подразделяются на следующие виды:
- атмосферное повышенное или пониженное давление;
- изменение атмосферного давления или его перепады;
- повышенная и, соответственно, пониженная температура среды;
- изменение температуры среды и т.д.
[из 3.2(7) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.8 Некоторые виды, группы и классы воздействий определяются назначением изделий и их взаимодействием со средами, создаваемыми человеком в процессе его деятельности. К таким классам относятся классы ВВФ:
- специальных сред;
- радиационные;
- электромагнитные;
- термические.
[из 3.2(8) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.9 К механическим факторам относят две группы: факторы статического воздействия и факторы динамического воздействия. К факторам статического воздействия относятся следующие виды:
- растяжение;
- сжатие;
- изгиб;
- кручение;
- срез;
- вдавливание.
Очевидно, что классификация ВВФ повторяет виды деформации материалов [из 3.2(9) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.10 К механическим факторам динамического воздействия относятся такие их виды, как воздействие:
- удара;
- ускорения (линейного или углового), вызывающее перегрузки либо состояние полной или частичной невесомости;
- вибрационное;
- акустического шума.
[из 3.2(10) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.11 Среди климатических факторов обычно выделяют воздействия:
- солнечного излучения (в приповерхностных слоях атмосферы);
- влаги, содержащейся в воздухе или любой смеси газов (под влагой не обязательно понимать только пары воды — это могут быть и пары любой другой жидкости так, например, в атмосфере Юпитера роль воды, по–видимому, играет метан, во внутренней атмосфере космического аппарата эту роль может выполнять жидкое рабочее тело какой–либо из его систем, попавшее внутрь аппарата в результате протекания магистралей);
- выпадающих осадков, к которым обычно относят дождь, изморозь, снег, лед и т.п.
- атмосферы (газовый состав, наличие примесей в виде жидких и твердых аэрозолей, частиц пыли, песка);
- давления аэростатического либо гидростатического (нормального, повышенного, пониженного), его изменений или перепадов.
К климатическим факторам можно отнести и такой, фактор (механический по своей природе), как воздействие движения среды, то есть ветер, волновое движение жидкости и т.п. [из 3.2(11) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.12 В биологических факторах обычно выделяют воздействие на технические системы:
- плесневых грибов и других микроорганизмов;
- насекомых;
- грызунов.
Иногда в виде биологического фактора воздействия внешней среды могут выступать пресмыкающиеся или животные.
Целесообразно включить в этот класс факторов и воздействие человека, которое по своей разрушительности и масштабам может превзойти воздействие других биологических факторов [из 3.2(12) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.13 К радиационным факторам относят совокупность ионизирующих излучений с которыми техническая система может столкнуться в условиях нормальной эксплуатации. Это потоки ?– и ?–частиц, протонов и нейтронов; ?– Re– и УФ–излучений. Необходимо отметить, что факторы этого класса по большей части имеют техногенное происхождение [из 3.2(13) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.14 Необходимо также учитывать отдельный класс факторов воздействия — специальные среды. Имеется в виду воздействие в основном химическое, то есть воздействие кислот, щелочей, растворителей и растворов химически активных веществ [из 3.2(14) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.15 Термические воздействия в некоторых случаях рассматриваются как часть климатических воздействий, а в иных случаях их выделяют в отдельный класс. К ним относят воздействие повышенной, пониженной температуры, ее периодические (так называемое термоциклирование) и непериодические изменения [из 3.2(15) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.16 К факторам внешнего воздействия космического пространства можно отнести воздействие:
- вакуума;
- собственной внешней атмосферы космического аппарата;
- атмосферы планеты (состав и температура атмосферы);
- потоков нейтральных частиц в зависимости от их состава и скорости;
- потоков заряженных частиц, генерируемых в атмосфере планеты;
- «солнечного ветра»;
- солнечного космического излучения;
- электромагнитного излучения солнца (обычно весь спектр его электромагнитных излучений разбивают на ряд участков);
- отраженного планетой солнечного излучения;
- собственного теплового излучения планеты (косвенно этот фактор характеризует температуру грунта планеты и степень его черноты);
- галактических космических излучений;
- потоков межпланетной пыли и метеорных частиц;
- магнитного поля планеты;
- вмороженного магнитного поля «солнечного ветра» и т.д.
[из 3.2(16) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.17 Иногда одновременное действие нескольких факторов классифицируется как независимый фактор, так одновременное воздействие вибрации и ударного нагружения классифицируется как тряска — еще один вид механической нагрузки на технические объекты.
Классификация, приведенная выше, не является полной и универсальной. Для различных технических объектов и систем набор ВВФ будет свой, отражающий как особенности объекта, так и условия его эксплуатации [из 3.2(17) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.18 Воздействие внешних и внутренних факторов на материалы изделий проявляется в основном путем:
- адсорбционного;
- диффузионного;
- химического;
- коррозионного;
- радиационного механизмов воздействия.
Происходящие при этом физико–химические процессы приводят к изменениям значений параметров и характеристик материалов и изделий, в ряде случаев вызывающим отказы. Возможны изменения необратимые и обратимые. Примерами необратимых изменений являются коррозия металлов, изменение структуры материалов при интенсивном радиоактивном облучении и т.д. К обратимым изменениям относятся такие, как восстановление свойств материала, адсорбировавшего газы или влагу своей поверхностью; восстановление свойств, значений параметров и характеристик изделий после прекращения температурных воздействий и т.п.
Таким образом, возникновение отказов можно представить как временной кинетический процесс, зависящий от изменения структуры и свойств материалов изделия [из 3.2(18) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.19 Физико–химические процессы, возникающие в материалах, могут происходить внутри изделия или на его поверхности, в электрических цепях, в подвижных и неподвижных соединениях. Причиной, приводящей к появлению указанных процессов, является воздействие внешней энергии, превращающейся при этом из одного вида в другой.
Наиболее часто на изделия воздействуют следующие виды энергии:
- тепловая;
- электрическая;
- электромагнитная;
- механическая;
- химическая.
[из 3.2(19) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.20 Каждому виду энергии соответствует определенный характер взаимодействия между частицами в соответствующих энергетических полях. Под действием энергии одного или нескольких видов в изделиях возникают физико–химические процессы, которые могут приводить к отказам. Наиболее распространены следующие причины возникновения отказов:
- тепловое разрушение (потеря тепловой устойчивости, перегорание, расплавление и т.д.);
- деформация и механическое разрушение, включая нарушение контактов, обрывы и короткие замыкания, нарушение механических фиксаций и т.д.;
- электрическое разрушение (пробой, нарушение электрической прочности и т.д.);
- электрохимическая коррозия;
- радиационное разрушение;
- изнашивание изделий и их деталей;
- загрязнение поверхностей деталей и изделий (нарушение контактов, изменение фотометрических характеристик, ухудшение зрительного восприятия информации и т.д.).
[из 3.2(20) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.21 Одним из путей повышения качества изделий можно считать изучение физико–химических процессов в материалах, элементах и готовых изделиях, происходящих на стадии эксплуатации, с целью их учета на стадиях разработки и производства [из 3.2(21) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.22 Особое значение приобретают знания указанных процессов для правильной организации испытаний и анализа их результатов [из 3.2(22) ГОСТ Р 56257–2014]
