Наибольшее распространение имеет нагрузочное резервирование. Как правило, создание тех или иных запасов при расчетах на прочность, износостойкость, теплостойкость и т. д. одновременно повышает долговечность, а часто и безотказность элемента и изделия в целом.
Проиллюстрировать это положение можно прочностным расчетом стержня, испытывающего растяжение в простейшем случае.
Чтобы прийти к количественным оценкам, предположим, что действующие (рабочие) напряжения Од и предельные ап являются случайными величинами, подчиняющимися нормальному закону распределения со стати-стическими характеристиками (математическим ожиданием, средним квадратическим откло-нением, коэффициентом вариации) соответственно равными:
Зависимость вероятности неразрушении от запаса прочности и других величин приведена на  16. Функция R=f(n) сходна с гиперболической: небольшое увеличение запаса прочности по-разному влияет на увеличение надежности. Например, для элемента, стабильность изготовления которого характеризуется ап=0,10, а напряженность ид=0,15, при запасе прочности «=1,1 вероятность разрушения составляет F=0,3. Увеличение «до 1,4 дает уменьшение вероятности в 10 раз (F = 0,03). Дальнейшее увеличение « до 1,7 дает уменьшение вероятности разрушения в 30 раз (F = = 0,0011). Такой характер протекания кривых выражен тем больше, чем меньше коэффициенты вариации.
Рассмотрим следующие примеры использования приведенных выражений.
1 Деталь испытывает случайное нагружение (ид = 0,30) и выполнена с рас-сеянием напряжений у„=0,15. Несмотря на запас прочности л= 1,9, наблюдались поломки детали. Насколько следует увеличить ее размеры, чтобы деталь стала абсолютно надежной?
Надежность детали по отсутствию разрушения /?=0,985. Примем деталь абсолютно надежной при условии, что /?»0,99999=0,9(6); находим, что при z0= = 0,47 и и=4 имеем #=0,9(5). Таким образом, можно, увеличивая размеры и, следовательно, массу детали, получить требуемую, даже явно завышенную надежность детали.
2. Вероятность неразрушения детали, работающей в условиях предыдущего примера (при п=1,9), составляет 0,985. Следует оценить две возможности: увеличения только запаса прочности до 2,3 или только повышения стабильности технологического процесса, обеспечивающего уменьшение vB до 0,05.
По той же формуле можно определить,’ что повышение прочности дает такой же эффект, как и повышение технологической надежности: увеличение я с 1,9 до 2,3 или уменьшение va с 0,25 до 0,05 приводит к /? = 0,9982. Какой путь более целесообразен — должен решить дальнейший анализ.
3. В практике завода, выпускающего большегрузные автомобили, стали
наблюдаться случаи разрушения лонжеронов рамы, изготавливающихся из горячекатаных полос (8 X 430 X6070 мм) стали 22Г2ТЮ и 15ГЮТ. По данным
металлографического исследования и микроспектрального анализа установили,что причинами отказа были неоднородность микроструктуры и ликвация хими-
ческих элементов. Результатом этого был разброс механических характеристик:твердость по НВ оказалась в пределах 145—170 (15ГЮТ) и 170—200

Упоминавшиеся выше возможности (в данном примере изменение размеров лонжеронов или условий прокатки полос) были неприемлемы. Поэтому было принято решение обеспечить технологическую стабильность полосы введением 100 %-ного контроля каждой партии.
В общем случае, когда деталь имеет произвольную форму, при сложном нагружении и распределении напряжений ор, а„ по законам, отличающимся от нормального, остается справедливым основное.