15安全科學(xué)的流變-突變規(guī)律課件

河南理工大學(xué)安全學(xué)院安全教研室第五節(jié)安全科學(xué)的流變—突變規(guī)律安全第一，預(yù)防為主河南理工大學(xué)安全學(xué)院安全教研室第五節(jié)安全科學(xué)的流變—突變規(guī)本節(jié)主要內(nèi)容一、流變—突變理論的背景知識二、安全流變—突變的基本特征三、安全流變—突變的基本理論四、安全流變—突變理論的應(yīng)用研究11/30/20222安全第一，預(yù)防為主本節(jié)主要內(nèi)容一、流變—突變理論的背景知識11/29/2022一、流變—突變理論的背景知識“流變”（Rheology）一詞來源于古希臘，意即萬物皆流，萬物皆變?！巴蛔儭保∕utation）有徹底改變的意思，最初是1968年Thom在《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學(xué)》著作中提出的。表示事物發(fā)生了具有質(zhì)的徹底改變。流變、突變綜合起來形成了流變—突變理論，描述了事物從誕生—發(fā)展—消亡的全部過程。11/30/20223安全第一，預(yù)防為主一、流變—突變理論的背景知識“流變”（Rheology）一（一）

流變—突變理論的物質(zhì)觀質(zhì)中不僅包含定性的質(zhì)，而且包含定量的質(zhì)。物質(zhì)世界在不斷流變中突變。11/30/20224安全第一，預(yù)防為主（一）

流變—突變理論的物質(zhì)觀質(zhì)中不僅包含定性的質(zhì)，而且（二）

流變—突變理論的時(shí)空觀

一個事物的空間廣延性和時(shí)間持續(xù)性是該事物的一種內(nèi)在屬性，同其它事物進(jìn)行對比必須在同一個時(shí)空中。一切流變—突變現(xiàn)象離不開空間內(nèi)物質(zhì)的相互作用。11/30/20225安全第一，預(yù)防為主（二）

流變—突變理論的時(shí)空觀

一個事物的空間廣延性和時(shí)（三）

流變—突變理論的運(yùn)動觀

事物的屬性是在流變—突變中顯示出來的。流變—突變是一事物向另一事物轉(zhuǎn)變的流程。11/30/20226安全第一，預(yù)防為主（三）

流變—突變理論的運(yùn)動觀

事物的屬性是在流變—突變二、

安全流變—突變的基本特征“安全流變與突變”就是事物在發(fā)展過程中安全與危險(xiǎn)的矛盾運(yùn)動過程。這一矛盾運(yùn)動決定了各個階段的安全狀態(tài)。下面以一些典型例子說明“安全流變與突變”的基本特征。（一）礦山災(zāi)害（二）機(jī)械事故（三）社會變革（四）人的衰亡過程（五）安全流變—突變論11/30/20227安全第一，預(yù)防為主二、

安全流變—突變的基本特征“安全流變與突變”就是事物在發(fā)（一）礦山災(zāi)害1．自燃火災(zāi)OA段：煤與氧氣開始接觸氧化AB段：氧化速度減慢，氧化程度加深BD段：氧化速度加快D點(diǎn)：發(fā)生自燃火災(zāi)C點(diǎn)：人為設(shè)置的報(bào)警點(diǎn)11/30/20228安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害1．自燃火災(zāi)11/29/20228安全第一，預(yù)（一）礦山災(zāi)害2.冒頂OA段：剛掘出新巷道變形速度遞減段AB段：穩(wěn)定段BD段：圍巖壓力等條件變化，變形速度加快，發(fā)生冒頂11/30/20229安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害2.冒頂11/29/20229安全第一，預(yù)防（一）礦山災(zāi)害3．

煤與瓦斯突出OA段：損傷減速增加階段AB段：損傷穩(wěn)定發(fā)展階段BC段：損傷加速段CD段：災(zāi)害發(fā)展階段11/30/202210安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害3．

煤與瓦斯突出11/29/202210安（二）機(jī)械事故OA段：初期零部件跑合磨損段AB段：恒速磨損老化段BC段：與元器件壽命相關(guān)的加速磨損老化段C點(diǎn)：為機(jī)器臨界磨損老化量。11/30/202211安全第一，預(yù)防為主（二）機(jī)械事故OA段：初期零部件跑11/29/202211安（三）

社會變革或改革縱軸表示矛盾的激化程度OA段：新秩序建立過程中矛盾逐漸緩和階段AB段：新秩序建立后矛盾的穩(wěn)定發(fā)展階段BC段：舊的管理體制阻礙生產(chǎn)力發(fā)展后的矛盾加劇階段

C點(diǎn)：矛盾激化程度的突變點(diǎn)。11/30/202212安全第一，預(yù)防為主（三）

社會變革或改革縱軸表示矛盾的激化程度11/29/（四）人的衰亡過程1.人的生命過程縱軸表示人體的衰老程度OA段：生命誕生到青春期階段AB段：青春期到老年期階段BC段：人體進(jìn)入老年期的加速衰老階段

C點(diǎn)：生命衰亡的臨界值11/30/202213安全第一，預(yù)防為主（四）人的衰亡過程1.人的生命過程11/29/202213安（四）人的衰亡過程2.人的傷亡過程縱軸表示人體傷亡事故發(fā)生概率OA段：人體進(jìn)入工作環(huán)境認(rèn)識工作對象的過程AB段：熟悉環(huán)境后傷亡事故概率穩(wěn)定增加階段BC段：一些客觀導(dǎo)致危險(xiǎn)度增大階段C點(diǎn)：危險(xiǎn)度的臨界值11/30/202214安全第一，預(yù)防為主（四）人的衰亡過程2.人的傷亡過程11/29/202214安（五）安全流變—突變論綜上所述，安全—危險(xiǎn)這一矛盾運(yùn)動貫穿于事物存在的始終。并且受到內(nèi)在因素和外在因素的制約。研究事物的流變—突變運(yùn)動，必須從危險(xiǎn)因素中找到內(nèi)在因素，通過研究內(nèi)在因素的變化規(guī)律得到安全流變—突變的基本規(guī)律，然后再考慮外在因素的影響。11/30/202215安全第一，預(yù)防為主（五）安全流變—突變論綜上所述，安全—危險(xiǎn)這一矛盾運(yùn)動貫穿于事物“安全流變與突變”的全過程為：當(dāng)某一新事物誕生后的初期（OA階段），其損傷量隨時(shí)間呈減速遞增，新秩序在此期間逐漸形成和完善。當(dāng)新秩序發(fā)展到成熟階段時(shí)（AB階段），完善的新秩序使損傷量勻速緩慢增加。經(jīng)過一個穩(wěn)定增加的時(shí)期后，原秩序?qū)⒃俅蜗驘o序方向發(fā)展，進(jìn)而使損傷量值開始加速增大（BC段）。任何事物都具有其固有的損傷量承受能力界限，超出此限后，事物將發(fā)生安全突變。當(dāng)原秩序破壞后，事物又開始回歸到一個新的安全狀態(tài)（O點(diǎn)）。

11/30/202216安全第一，預(yù)防為主事物“安全流變與突變”的全過程為：11/29/202216安三、安全流變—突變的基本理論（一）安全流變—突變的基本概念（二）安全流變—突變的理論模型（三）安全流變—突變的數(shù)學(xué)模型11/30/202217安全第一，預(yù)防為主三、安全流變—突變的基本理論（一）安全流變—突變的基本概念1（一）安全流變—突變的基本概念1、安全科學(xué)的狀態(tài)概念1)安全——事物的主體在某一限度內(nèi)受到損傷的狀態(tài)，該限度可以根據(jù)具體事物對安全度的要求來確定。2)危險(xiǎn)——事物的主體受損傷超過了某一限度的狀態(tài)。3)事故——事物的損傷量達(dá)到極限值而發(fā)生的原事物的局部或整體秩序紊亂與瓦解狀態(tài)。自然界的事故狀態(tài)稱為災(zāi)害。11/30/202218安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念1、安全科學(xué)的狀態(tài)概念11/2（一）安全流變—突變的基本概念2、安全科學(xué)的本質(zhì)概念1)損傷——事物在內(nèi)、外因作用下隨時(shí)間的破壞量2）安全度——描述事物保持安全狀態(tài)的概率值，S=1-Sb,Sb表示事物可能發(fā)生事故狀態(tài)的概率,即是危險(xiǎn)度。3）壽命極限——事物僅在內(nèi)因作用下?lián)p傷量達(dá)到極限值的時(shí)間，或事物從誕生經(jīng)理想環(huán)境過渡到事故發(fā)生所經(jīng)歷的時(shí)間。4）系統(tǒng)——進(jìn)行安全狀態(tài)研究的對象，是一個或多個事物的集合。11/30/202219安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念2、安全科學(xué)的本質(zhì)概念11/2（一）安全流變—突變的基本概念3、安全科學(xué)的過程概念1)秩序——事物自身的組成、結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)行規(guī)律2)安全突變——事物從危險(xiǎn)狀態(tài)到事故狀態(tài)的質(zhì)變過程3)安全流變——事物的損傷量隨時(shí)間變化的量變過程11/30/202220安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念3、安全科學(xué)的過程概念11/2安全損傷（e）：事物在內(nèi)外因的作用下隨時(shí)間的破壞量。安全外因：影響事物安全程度的外部因素，指事物周圍所有對事物本身有影響的集合作。安全內(nèi)因：影響事物安全程度的內(nèi)部因素，指事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、形態(tài)等相互作用、相互影響的集合作。安全能：由事物的狀態(tài)決定，反映事物運(yùn)動形態(tài)變化的可能性，是事物安全質(zhì)變和變形的公共度量。安全熵：促使事物向負(fù)效應(yīng)方向轉(zhuǎn)變的量度。安全功：是過程特征參量，反映事物狀態(tài)變化的度量。11/30/202221安全第一，預(yù)防為主安全損傷（e）：事物在內(nèi)外因的作用下隨時(shí)間的破壞量。11/損傷的滯后效應(yīng)：當(dāng)作用于事物的能量對事物損傷做功時(shí)，本質(zhì)損傷不會立即出現(xiàn)，而產(chǎn)生一個彈性前效；當(dāng)對損傷做功的能量消失后，損傷不會立即停止，而還要延遲一段時(shí)間，這兩個時(shí)間對安全預(yù)測很重要。安全勢：指事物從一狀態(tài)向另一狀態(tài)轉(zhuǎn)化的能力大小和趨勢，是一種可能性的表述。安全潛力勢：指事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)或理想狀態(tài)的能力大小和趨勢潛力損傷勢：是指在事物的不斷發(fā)展過程中，對事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)的能力和趨勢損傷程度的反映。11/30/202222安全第一，預(yù)防為主損傷的滯后效應(yīng)：當(dāng)作用于事物的能量對事物損傷做功時(shí)，本質(zhì)損（二）安全流變—突變的理論模型11/30/202223安全第一，預(yù)防為主（二）安全流變—突變的理論模型11/29/202223安全第1、物理模型：在對事物的安全流變—突變特征有了定性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,下面建立安全流變—突變的物理模型。四組基本元件：1）安全可逆元件2）安全阻尼元件3）安全摩擦件4）安全質(zhì)量體五個層次：1）外界廣義力區(qū)2）可立即恢復(fù)損傷區(qū)3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)4）本質(zhì)損傷區(qū)5）本質(zhì)損傷加速區(qū)11/30/202224安全第一，預(yù)防為主1、物理模型：在對事物的安全流變—突變特征有了定性認(rèn)識的1）安全可逆元件：在外界廣義力作用下發(fā)生安全損傷變形，變形量遵循胡克定律，變形量的安全意義是可恢復(fù)安全損傷，用表示。式中：為可修復(fù)損傷廣義作用力；為表征事物可修復(fù)損傷過程的系數(shù)；為可修復(fù)損傷?；驹卣?1/30/202225安全第一，預(yù)防為主1）安全可逆元件：在外界廣義力作用下發(fā)生安全損傷變形，變形量基本元件特征2）安全阻尼元件：在外界力作用下發(fā)生安全損傷，安全損傷速度與力成正比。安全阻尼元件用表示。

式中：為引起永久損傷的廣義力；為反映永久損傷過程的系數(shù)，表征事物永久損傷形成程度的系數(shù)；為永久損傷。11/30/202226安全第一，預(yù)防為主基本元件特征2）安全阻尼元件：在外界力作用下發(fā)生安全損傷，安基本元件特征3）安全摩擦件：=常數(shù)，用表示。反映了事物抵抗外界影響的容度，當(dāng)外界影響小時(shí)，事物內(nèi)部的系統(tǒng)不損傷，摩擦件對系統(tǒng)起一個保護(hù)作用，相當(dāng)于保護(hù)層；當(dāng)外界影響大時(shí)，摩擦件開始運(yùn)動產(chǎn)生永久損傷。11/30/202227安全第一，預(yù)防為主基本元件特征3）安全摩擦件：=常數(shù)，用基本元件特征4）安全質(zhì)量體：用表示元件。該元件可以想象為具有一定質(zhì)量的物體，但它的質(zhì)量隨損傷的增大而不斷衰減。當(dāng)外界的作用力大于初始摩擦力時(shí)，質(zhì)量體可以運(yùn)動，并且服從牛頓阻力定律，由于質(zhì)量體質(zhì)量不斷減小，即使外界作用力不變，質(zhì)量體的運(yùn)動也要呈現(xiàn)加速趨勢。質(zhì)量體在安全科學(xué)中的意義是安全的邊界密度，當(dāng)外界或內(nèi)部作用小時(shí)，質(zhì)量體不運(yùn)動，其他元件工作，系統(tǒng)只形成大量的可恢復(fù)損傷和小部分永久損傷，系統(tǒng)的本質(zhì)特征不會受影響；當(dāng)外界或內(nèi)部作用大時(shí)，質(zhì)量體開始滑動，形成穩(wěn)定的不可恢復(fù)的損傷，經(jīng)過一段時(shí)間或一定的永久損傷后，安全邊界密度值降低，內(nèi)部永久損傷形成加速之勢。11/30/202228安全第一，預(yù)防為主基本元件特征4）安全質(zhì)量體：用表示元件。1安全流變-突變換型的五個層次l）外界廣義力區(qū)S一切外部對事物有影響作用的總稱，它通過事物內(nèi)部而對事物起作用。當(dāng)對于同一事物外界變化范圍不大時(shí)，可以認(rèn)為是相同的力作用，如研究人的壽命規(guī)律時(shí)，外部環(huán)境較穩(wěn)定，生理、心理變化不大，可以按定常力作用下分析。11/30/202229安全第一，預(yù)防為主安全流變-突變換型的五個層次l）外界廣義力區(qū)S11/29/22）可立即恢復(fù)損傷區(qū)第一保護(hù)區(qū)，它由一個安全可逆元件構(gòu)成，能對外界作用立即形成反應(yīng)，把作用能以可恢復(fù)損傷的形式存儲起來，一旦外界作用消失，對事物的危險(xiǎn)勢也立即消失。11/30/202230安全第一，預(yù)防為主2）可立即恢復(fù)損傷區(qū)11/29/202230安全第一，預(yù)防為3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)第二保護(hù)區(qū)，由安全阻尼和安全可逆兩元件組成，它的特點(diǎn)是對作用力不能立即引起應(yīng)有的損傷，有個時(shí)間滯后段，當(dāng)外力消失后損失不能立即恢復(fù)，而是經(jīng)過一段時(shí)間緩慢回復(fù)到原始位置。11/30/202231安全第一，預(yù)防為主3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)11/29/202231安全第一，預(yù)防為4）本質(zhì)損傷區(qū)事物內(nèi)部不可修復(fù)的損傷區(qū)，由安全阻尼和摩擦件組成。當(dāng)傳到本質(zhì)區(qū)的作用力較小時(shí)，摩擦件相當(dāng)于一個保護(hù)事物的強(qiáng)度元件，抵抗外部的作用力量，而不產(chǎn)生事物的本質(zhì)損傷；當(dāng)傳到本質(zhì)區(qū)的作用力較大時(shí)，摩擦件消耗一部分外力，把剩余的力作用于阻尼元件，形成本質(zhì)損傷。11/30/202232安全第一，預(yù)防為主4）本質(zhì)損傷區(qū)11/29/202232安全第一，預(yù)防為主5）本質(zhì)損傷加速區(qū)本質(zhì)損傷加速區(qū)由質(zhì)量體元件構(gòu)成，是描述事物損傷開始加速的元件，如果外界作用超過某一定值，就會引起內(nèi)部本質(zhì)損傷加速元件運(yùn)動。它能消化或吸收一部分外界作用，一開始它的消化或吸收能力為一定值，但運(yùn)行一段時(shí)間后，安全質(zhì)量體的質(zhì)量隨時(shí)間不斷減小，是損傷的單調(diào)遞減函數(shù)，即使在外界作用力不變的情況下，質(zhì)量體形成的損傷也要加速。由于質(zhì)量體的不斷減小，保護(hù)事物免受加速損傷的能力逐漸降低，大量的外界力作用于事物的本質(zhì)損傷加速區(qū)，事物的損傷速度越來越快，損傷程度越來越大，直到整個事物完全破壞。11/30/202233安全第一，預(yù)防為主5）本質(zhì)損傷加速區(qū)11/29/202233安全第一，預(yù)防為主2、數(shù)學(xué)模型在物理模型的基礎(chǔ)上，我們建立數(shù)學(xué)模型：11/30/202234安全第一，預(yù)防為主2、數(shù)學(xué)模型11/29/202234安全第一，預(yù)防為主11/30/202235安全第一，預(yù)防為主11/29/202235安全第一，預(yù)防為主11/30/202236安全第一，預(yù)防為主11/29/202236安全第一，預(yù)防為主損傷：損傷速度：損傷加速度:11/30/202237安全第一，預(yù)防為主損傷：損傷速度：損傷加速度:11/29/202237安全第一在日常生活中，許多安全問題可以簡化為兩組元件的模型圖，即第二與第四組元件共同構(gòu)成事物的安全流變-突變模型。第一和第三組元件隨時(shí)間變化關(guān)系比較穩(wěn)定，可以認(rèn)為是常數(shù)，它們的圖形見圖1－15，從圖中可以清晰地看出用第二與第四組元件就可描述事物的流變狀態(tài)。11/30/202238安全第一，預(yù)防為主在日常生活中，許多安全問題可以簡化為兩組元件的模型圖，即第二本章小結(jié)1、安全科學(xué)的發(fā)展歷程。2、安全科學(xué)的哲學(xué)特征。3、布爾代數(shù)、概率運(yùn)算、可靠性在安全工程中的應(yīng)用。4、安全的流變-突變規(guī)律，并應(yīng)用其解釋事故的災(zāi)害過程。11/30/202239安全第一，預(yù)防為主本章小結(jié)1、安全科學(xué)的發(fā)展歷程。11/29/202239安全河南理工大學(xué)安全學(xué)院安全教研室第五節(jié)安全科學(xué)的流變—突變規(guī)律安全第一，預(yù)防為主河南理工大學(xué)安全學(xué)院安全教研室第五節(jié)安全科學(xué)的流變—突變規(guī)本節(jié)主要內(nèi)容一、流變—突變理論的背景知識二、安全流變—突變的基本特征三、安全流變—突變的基本理論四、安全流變—突變理論的應(yīng)用研究11/30/202241安全第一，預(yù)防為主本節(jié)主要內(nèi)容一、流變—突變理論的背景知識11/29/2022一、流變—突變理論的背景知識“流變”（Rheology）一詞來源于古希臘，意即萬物皆流，萬物皆變?！巴蛔儭保∕utation）有徹底改變的意思，最初是1968年Thom在《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學(xué)》著作中提出的。表示事物發(fā)生了具有質(zhì)的徹底改變。流變、突變綜合起來形成了流變—突變理論，描述了事物從誕生—發(fā)展—消亡的全部過程。11/30/202242安全第一，預(yù)防為主一、流變—突變理論的背景知識“流變”（Rheology）一（一）

流變—突變理論的物質(zhì)觀質(zhì)中不僅包含定性的質(zhì)，而且包含定量的質(zhì)。物質(zhì)世界在不斷流變中突變。11/30/202243安全第一，預(yù)防為主（一）

流變—突變理論的物質(zhì)觀質(zhì)中不僅包含定性的質(zhì)，而且（二）

流變—突變理論的時(shí)空觀

一個事物的空間廣延性和時(shí)間持續(xù)性是該事物的一種內(nèi)在屬性，同其它事物進(jìn)行對比必須在同一個時(shí)空中。一切流變—突變現(xiàn)象離不開空間內(nèi)物質(zhì)的相互作用。11/30/202244安全第一，預(yù)防為主（二）

流變—突變理論的時(shí)空觀

一個事物的空間廣延性和時(shí)（三）

流變—突變理論的運(yùn)動觀

事物的屬性是在流變—突變中顯示出來的。流變—突變是一事物向另一事物轉(zhuǎn)變的流程。11/30/202245安全第一，預(yù)防為主（三）

流變—突變理論的運(yùn)動觀

事物的屬性是在流變—突變二、

安全流變—突變的基本特征“安全流變與突變”就是事物在發(fā)展過程中安全與危險(xiǎn)的矛盾運(yùn)動過程。這一矛盾運(yùn)動決定了各個階段的安全狀態(tài)。下面以一些典型例子說明“安全流變與突變”的基本特征。（一）礦山災(zāi)害（二）機(jī)械事故（三）社會變革（四）人的衰亡過程（五）安全流變—突變論11/30/202246安全第一，預(yù)防為主二、

安全流變—突變的基本特征“安全流變與突變”就是事物在發(fā)（一）礦山災(zāi)害1．自燃火災(zāi)OA段：煤與氧氣開始接觸氧化AB段：氧化速度減慢，氧化程度加深BD段：氧化速度加快D點(diǎn)：發(fā)生自燃火災(zāi)C點(diǎn)：人為設(shè)置的報(bào)警點(diǎn)11/30/202247安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害1．自燃火災(zāi)11/29/20228安全第一，預(yù)（一）礦山災(zāi)害2.冒頂OA段：剛掘出新巷道變形速度遞減段AB段：穩(wěn)定段BD段：圍巖壓力等條件變化，變形速度加快，發(fā)生冒頂11/30/202248安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害2.冒頂11/29/20229安全第一，預(yù)防（一）礦山災(zāi)害3．

煤與瓦斯突出OA段：損傷減速增加階段AB段：損傷穩(wěn)定發(fā)展階段BC段：損傷加速段CD段：災(zāi)害發(fā)展階段11/30/202249安全第一，預(yù)防為主（一）礦山災(zāi)害3．

煤與瓦斯突出11/29/202210安（二）機(jī)械事故OA段：初期零部件跑合磨損段AB段：恒速磨損老化段BC段：與元器件壽命相關(guān)的加速磨損老化段C點(diǎn)：為機(jī)器臨界磨損老化量。11/30/202250安全第一，預(yù)防為主（二）機(jī)械事故OA段：初期零部件跑11/29/202211安（三）

社會變革或改革縱軸表示矛盾的激化程度OA段：新秩序建立過程中矛盾逐漸緩和階段AB段：新秩序建立后矛盾的穩(wěn)定發(fā)展階段BC段：舊的管理體制阻礙生產(chǎn)力發(fā)展后的矛盾加劇階段

C點(diǎn)：矛盾激化程度的突變點(diǎn)。11/30/202251安全第一，預(yù)防為主（三）

社會變革或改革縱軸表示矛盾的激化程度11/29/（四）人的衰亡過程1.人的生命過程縱軸表示人體的衰老程度OA段：生命誕生到青春期階段AB段：青春期到老年期階段BC段：人體進(jìn)入老年期的加速衰老階段

C點(diǎn)：生命衰亡的臨界值11/30/202252安全第一，預(yù)防為主（四）人的衰亡過程1.人的生命過程11/29/202213安（四）人的衰亡過程2.人的傷亡過程縱軸表示人體傷亡事故發(fā)生概率OA段：人體進(jìn)入工作環(huán)境認(rèn)識工作對象的過程AB段：熟悉環(huán)境后傷亡事故概率穩(wěn)定增加階段BC段：一些客觀導(dǎo)致危險(xiǎn)度增大階段C點(diǎn)：危險(xiǎn)度的臨界值11/30/202253安全第一，預(yù)防為主（四）人的衰亡過程2.人的傷亡過程11/29/202214安（五）安全流變—突變論綜上所述，安全—危險(xiǎn)這一矛盾運(yùn)動貫穿于事物存在的始終。并且受到內(nèi)在因素和外在因素的制約。研究事物的流變—突變運(yùn)動，必須從危險(xiǎn)因素中找到內(nèi)在因素，通過研究內(nèi)在因素的變化規(guī)律得到安全流變—突變的基本規(guī)律，然后再考慮外在因素的影響。11/30/202254安全第一，預(yù)防為主（五）安全流變—突變論綜上所述，安全—危險(xiǎn)這一矛盾運(yùn)動貫穿于事物“安全流變與突變”的全過程為：當(dāng)某一新事物誕生后的初期（OA階段），其損傷量隨時(shí)間呈減速遞增，新秩序在此期間逐漸形成和完善。當(dāng)新秩序發(fā)展到成熟階段時(shí)（AB階段），完善的新秩序使損傷量勻速緩慢增加。經(jīng)過一個穩(wěn)定增加的時(shí)期后，原秩序?qū)⒃俅蜗驘o序方向發(fā)展，進(jìn)而使損傷量值開始加速增大（BC段）。任何事物都具有其固有的損傷量承受能力界限，超出此限后，事物將發(fā)生安全突變。當(dāng)原秩序破壞后，事物又開始回歸到一個新的安全狀態(tài)（O點(diǎn)）。

11/30/202255安全第一，預(yù)防為主事物“安全流變與突變”的全過程為：11/29/202216安三、安全流變—突變的基本理論（一）安全流變—突變的基本概念（二）安全流變—突變的理論模型（三）安全流變—突變的數(shù)學(xué)模型11/30/202256安全第一，預(yù)防為主三、安全流變—突變的基本理論（一）安全流變—突變的基本概念1（一）安全流變—突變的基本概念1、安全科學(xué)的狀態(tài)概念1)安全——事物的主體在某一限度內(nèi)受到損傷的狀態(tài)，該限度可以根據(jù)具體事物對安全度的要求來確定。2)危險(xiǎn)——事物的主體受損傷超過了某一限度的狀態(tài)。3)事故——事物的損傷量達(dá)到極限值而發(fā)生的原事物的局部或整體秩序紊亂與瓦解狀態(tài)。自然界的事故狀態(tài)稱為災(zāi)害。11/30/202257安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念1、安全科學(xué)的狀態(tài)概念11/2（一）安全流變—突變的基本概念2、安全科學(xué)的本質(zhì)概念1)損傷——事物在內(nèi)、外因作用下隨時(shí)間的破壞量2）安全度——描述事物保持安全狀態(tài)的概率值，S=1-Sb,Sb表示事物可能發(fā)生事故狀態(tài)的概率,即是危險(xiǎn)度。3）壽命極限——事物僅在內(nèi)因作用下?lián)p傷量達(dá)到極限值的時(shí)間，或事物從誕生經(jīng)理想環(huán)境過渡到事故發(fā)生所經(jīng)歷的時(shí)間。4）系統(tǒng)——進(jìn)行安全狀態(tài)研究的對象，是一個或多個事物的集合。11/30/202258安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念2、安全科學(xué)的本質(zhì)概念11/2（一）安全流變—突變的基本概念3、安全科學(xué)的過程概念1)秩序——事物自身的組成、結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)行規(guī)律2)安全突變——事物從危險(xiǎn)狀態(tài)到事故狀態(tài)的質(zhì)變過程3)安全流變——事物的損傷量隨時(shí)間變化的量變過程11/30/202259安全第一，預(yù)防為主（一）安全流變—突變的基本概念3、安全科學(xué)的過程概念11/2安全損傷（e）：事物在內(nèi)外因的作用下隨時(shí)間的破壞量。安全外因：影響事物安全程度的外部因素，指事物周圍所有對事物本身有影響的集合作。安全內(nèi)因：影響事物安全程度的內(nèi)部因素，指事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、形態(tài)等相互作用、相互影響的集合作。安全能：由事物的狀態(tài)決定，反映事物運(yùn)動形態(tài)變化的可能性，是事物安全質(zhì)變和變形的公共度量。安全熵：促使事物向負(fù)效應(yīng)方向轉(zhuǎn)變的量度。安全功：是過程特征參量，反映事物狀態(tài)變化的度量。11/30/202260安全第一，預(yù)防為主安全損傷（e）：事物在內(nèi)外因的作用下隨時(shí)間的破壞量。11/損傷的滯后效應(yīng)：當(dāng)作用于事物的能量對事物損傷做功時(shí)，本質(zhì)損傷不會立即出現(xiàn)，而產(chǎn)生一個彈性前效；當(dāng)對損傷做功的能量消失后，損傷不會立即停止，而還要延遲一段時(shí)間，這兩個時(shí)間對安全預(yù)測很重要。安全勢：指事物從一狀態(tài)向另一狀態(tài)轉(zhuǎn)化的能力大小和趨勢，是一種可能性的表述。安全潛力勢：指事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)或理想狀態(tài)的能力大小和趨勢潛力損傷勢：是指在事物的不斷發(fā)展過程中，對事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)的能力和趨勢損傷程度的反映。11/30/202261安全第一，預(yù)防為主損傷的滯后效應(yīng)：當(dāng)作用于事物的能量對事物損傷做功時(shí)，本質(zhì)損（二）安全流變—突變的理論模型11/30/202262安全第一，預(yù)防為主（二）安全流變—突變的理論模型11/29/202223安全第1、物理模型：在對事物的安全流變—突變特征有了定性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,下面建立安全流變—突變的物理模型。四組基本元件：1）安全可逆元件2）安全阻尼元件3）安全摩擦件4）安全質(zhì)量體五個層次：1）外界廣義力區(qū)2）可立即恢復(fù)損傷區(qū)3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)4）本質(zhì)損傷區(qū)5）本質(zhì)損傷加速區(qū)11/30/202263安全第一，預(yù)防為主1、物理模型：在對事物的安全流變—突變特征有了定性認(rèn)識的1）安全可逆元件：在外界廣義力作用下發(fā)生安全損傷變形，變形量遵循胡克定律，變形量的安全意義是可恢復(fù)安全損傷，用表示。式中：為可修復(fù)損傷廣義作用力；為表征事物可修復(fù)損傷過程的系數(shù)；為可修復(fù)損傷?；驹卣?1/30/202264安全第一，預(yù)防為主1）安全可逆元件：在外界廣義力作用下發(fā)生安全損傷變形，變形量基本元件特征2）安全阻尼元件：在外界力作用下發(fā)生安全損傷，安全損傷速度與力成正比。安全阻尼元件用表示。

式中：為引起永久損傷的廣義力；為反映永久損傷過程的系數(shù)，表征事物永久損傷形成程度的系數(shù)；為永久損傷。11/30/202265安全第一，預(yù)防為主基本元件特征2）安全阻尼元件：在外界力作用下發(fā)生安全損傷，安基本元件特征3）安全摩擦件：=常數(shù)，用表示。反映了事物抵抗外界影響的容度，當(dāng)外界影響小時(shí)，事物內(nèi)部的系統(tǒng)不損傷，摩擦件對系統(tǒng)起一個保護(hù)作用，相當(dāng)于保護(hù)層；當(dāng)外界影響大時(shí)，摩擦件開始運(yùn)動產(chǎn)生永久損傷。11/30/202266安全第一，預(yù)防為主基本元件特征3）安全摩擦件：=常數(shù)，用基本元件特征4）安全質(zhì)量體：用表示元件。該元件可以想象為具有一定質(zhì)量的物體，但它的質(zhì)量隨損傷的增大而不斷衰減。當(dāng)外界的作用力大于初始摩擦力時(shí)，質(zhì)量體可以運(yùn)動，并且服從牛頓阻力定律，由于質(zhì)量體質(zhì)量不斷減小，即使外界作用力不變，質(zhì)量體的運(yùn)動也要呈現(xiàn)加速趨勢。質(zhì)量體在安全科學(xué)中的意義是安全的邊界密度，當(dāng)外界或內(nèi)部作用小時(shí)，質(zhì)量體不運(yùn)動，其他元件工作，系統(tǒng)只形成大量的可恢復(fù)損傷和小部分永久損傷，系統(tǒng)的本質(zhì)特征不會受影響；當(dāng)外界或內(nèi)部作用大時(shí)，質(zhì)量體開始滑動，形成穩(wěn)定的不可恢復(fù)的損傷，經(jīng)過一段時(shí)間或一定的永久損傷后，安全邊界密度值降低，內(nèi)部永久損傷形成加速之勢。11/30/202267安全第一，預(yù)防為主基本元件特征4）安全質(zhì)量體：用表示元件。1安全流變-突變換型的五個層次l）外界廣義力區(qū)S一切外部對事物有影響作用的總稱，它通過事物內(nèi)部而對事物起作用。當(dāng)對于同一事物外界變化范圍不大時(shí)，可以認(rèn)為是相同的力作用，如研究人的壽命規(guī)律時(shí)，外部環(huán)境較穩(wěn)定，生理、心理變化不大，可以按定常力作用下分析。11/30/202268安全第一，預(yù)防為主安全流變-突變換型的五個層次l）外界廣義力區(qū)S11/29/22）可立即恢復(fù)損傷區(qū)第一保護(hù)區(qū)，它由一個安全可逆元件構(gòu)成，能對