Кконструкции полноприводных автомобилей предъявляются высокие требования к надежности, которая складывается из надежности его составных узлов и деталей. Опыт эксплуатации показывает, что наиболее нагруженным узлом полноприводных автомобилей является передний ведущий управляемый мост (ВУМ). Разрушение какой-либо несущей детали при движении может привести к дорожно-транспортному происшествию тяжелыми последствиями. В последовательной цепи несущих деталей ВУМ проблемным звеном являются полые шаровые опоры (рис. 1), посредством которых поворотные кулаки со ступицами колес соединяются с картером моста. Внутри шаровой опоры размещается шарнир равных угловых скоростей трансмиссии, соединенный с внутренним и внешним полуосями, передающими крутящий момент с главной передачи к ступице колеса автомобиля. Функциональное назначение шаровой опоры определило ее конструктивные особенности. Конусный полый стержень с одной стороны переходит в жесткий фланец с посадочной хвостовой частью, а с другой — в полую сферическую часть (рис. 2). Оба перехода выполняются с галтелью и являются опасными сечениями по критерию усталостная долговечность. Величины радиусов галтели при этом ограничены конструктивными требованиями. Необходимо отметить, что большое число как отечественных, так и зарубежных полноприводных автомобилей с зависимой передней подвеской имеют аналогичную конструкцию шаровых опор.
Шаровые опоры при движении автомобиля по прямой подвергаются изгибным напряжениям, а при поворотах и торможении к ним добавляются растягивающие-сжимающие и касательным напряжения. Для обеспечения необходимой прочности и долговечности шаровые опоры изготавливают из высокопрочных легированных сталей. Как известно, высокопрочные стали очень чувствительны к концентрации напряжений [1], следовательно, в переходных зонах шаровой опоры наблюдаются существенная концентрация напряжений. Эффективным решением обеспечения необходимого уровня прочности и долговечности аналогичных конструкций является их термическая обработка.