Создание новых методов расчета было бы невозможно без разработки новых критериев прочности. К числу их относятся циклическая вязкость, сопротивление хрупкому отрыву, пределы ползучести и длительной прочности, методика установления которых разработана в наших научно-исследовательских институтах и лабораториях. Эти новые критерии прочности металлов в значительной степени приближают испытание металла в лабораторных условиях к условиям службы детали в эксплоатации, и это обстоятельство позволило уточнить прочностные расчеты и уменьшить запасы прочности в деталях машин при одновременном повышении надежности их службы.
Однако далеко не всегда удается методом расчета установить предельные прочностные параметры в деталях машин; приходится прибегать к экспериментальным методам определения напряжений и деформаций.
Разработаны и получили широкое распространение проволочные датчики сопротивления, исследование моделей в поляризованном свете, метод лаковых покрытий и т. д., позволяющие с достаточной для машиностроения точностью устанавливать в ряде случаев напряжения в опасных сечениях.
Исключительно эффективным методом уменьшения веса детали машины в заданных условиях ее работы является повышение прочности металла, идущего на изготовление детали, и совершенствование технологии ее изготовления.
Общепризнанным основоположником в создании прочных сортов стали и других сплавов был знаменитый русский металлург профессор Д. К. Чернов. Дальнейшему развитию области металловедения мы обязаны трудам академиков А. А. Байкова и Н. С. Курнакова, создавших свои обширные школы. Широко развернувшаяся в СССР научно-исследовательская работа по созданию новых, более прочных сортов конструкционных сплавов стали привела к чрезвычайно эффективным результатам. Достаточно указать, что среди применяемых сейчас в машиностроении сортов стали имеются такие, которые гарантируют предел прочности на растяжение более 200 кг/мм2, тогда как техническое железо, которое является основой для этой группы сталей, имеет предел прочности на растяжение, равный всего 20 кг/мм2. Таким образом, путем легирования, термической и механической обработки оказалось возможным упрочнить сталь в 10 раз. Прочность чугуна удалось повысить с 10—12 кг/мм2 (1915—1917 годы) до значений, превышающих 50 кг/мм2, т. е. советским ученым удалось повысить прочность чугуна в 4—5 раз. Сплавы меди, так называемые бронзы, имеют предел прочности на растяжение свыше 80 кг/мм2. А так как основой этих сплавов является медь, а предел прочности на растяжение меди составляет около 18 кг/мм2, то, как видно, и здесь мы научились упрочнять медные сплавы в 4—4.5 раза. Не менее эффектны прочностные достижения в области легких сплавов. Предел прочности технически чистого алюминия равен 0 кг/мм2, а современные советские легкие сплавы на алюминиевой основе имеют предел прочности более 50—60 кг/мм2, т. е. и для этих сплавов удалось повысить прочность в 8—10 раз.
О нескольких методах повышения прочности деталей при помощи соответствующей технологии изготовления сказано было выше при рассмотрении вопроса о развитии технологии машиностроения в Советском Союзе.
Для исследования качества металла в готовых деталях машин и обнаружения в металле тех или иных пороков советские ученые разработали ряд оригинальных дефектоскопов (метод магнитного порошка, индукционный метод, ультразвуковой метод).
Большая работа была проведена по вопросам трения и износа в машинах.
Теория жидкостного трения была создана впервые Н. П. Петровым и развита в дальнейшем в работах Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина. На основе этих работ были созданы инженерные методы расчета подшипников скольжения для наиболее ответственных узлов машин. Серьезные успехи в этом вопросе достигнуты в Институте машиноведения АН СССР, где удалось создать расчет подшипника с установлением наивыгоднейшего места подвода смазки, а также с определением наивыгоднейшей формы подшипника. Экспериментально подтверждена правильность расчета; при соблюдении указанных требований значительно повышалась циркуляция масла в подшипниках, снижалась температура масла и повышалась надежность подшипника.