1.5安全科學(xué)的流變-突變規(guī)律.ppt

1、安全第一，預(yù)防為主，河南理工大學(xué)安全學(xué)院安全研究室，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，2020/7/14，本節(jié)主要內(nèi)容，1，流變突變理論的背景知識(shí)2，安全流變突變的基本特征3，安全突變(Mutation)是指1968年Thom在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學(xué)一書中提出的徹底變化。表示事物在質(zhì)量上完全改變了。綜合流變，突變，形成流變突變理論，描述了事物誕生中消亡的全部過程。安全第一，以預(yù)防為主，2020/7/14，4，(1)流變突變理論的物質(zhì)觀，質(zhì)量不僅包括質(zhì)量，還包括數(shù)量質(zhì)量。物質(zhì)世界不斷進(jìn)化，產(chǎn)生突變。安全第一，以預(yù)防為主，2020/7/14，5，(2)流變突變理論的時(shí)空觀，一個(gè)事物

2、的空間光延性和時(shí)間持續(xù)性是該事物的內(nèi)在屬性，與其他事物相比，必須處于同一時(shí)空。所有流變突變現(xiàn)象都離不開空間內(nèi)物質(zhì)的相互作用。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，6，(3)流變突變理論的運(yùn)動(dòng)觀，事物的屬性出現(xiàn)在流變突變中。流變突變是一個(gè)事物變成另一個(gè)事物的過程。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，7，2，安全流變突變的基本特征，“安全流變和突變”是發(fā)展過程中事物安全危險(xiǎn)的矛盾運(yùn)動(dòng)過程。這個(gè)矛盾運(yùn)動(dòng)決定了各階段的安全狀況。以下是一些典型的例子，說明了“安全流變和突變”的基本特征。(1)礦山災(zāi)害(2)機(jī)械事故(3)社會(huì)變化(4)人的衰亡過程(5)安全流變突變論，安全第一，預(yù)防為主，2020/

3、7/14，8，(1)；安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，9，(1)礦山災(zāi)害，2 3煤和瓦斯爆炸OA部分：損壞減速增量階段AB段：損壞穩(wěn)定發(fā)展階段BC段：損壞加速段CD段：災(zāi)難發(fā)展階段，安全第一，預(yù)防為主人的傷亡過程縱軸是人體傷亡發(fā)生概率OA段：人體進(jìn)入工作環(huán)境并認(rèn)識(shí)工作對(duì)象的過程AB段：熟悉環(huán)境后，傷亡概率穩(wěn)定增加的階段BC段：部分客觀地增加危險(xiǎn)度的階段C點(diǎn)：危險(xiǎn)度的閾值，安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，15，由內(nèi)在因素和外在因素要研究事物的流變突變運(yùn)動(dòng)，必須從危險(xiǎn)因素中尋找內(nèi)在因素，研究?jī)?nèi)在因素的變化規(guī)律，獲得安全流變突變的基本規(guī)律，然后考慮外在因素的影響。安全第一，以預(yù)防為主

4、，2020/7/14，16，事物“安全流變和突變”的全過程，隨著某種新事物誕生后，初期(OA階段)新秩序發(fā)展到成熟階段(AB階段)，完美的新秩序以一定的速度緩慢增加損傷量。經(jīng)過穩(wěn)定增長(zhǎng)的時(shí)期后，原秩序?qū)⒃俅蜗驘o序的方向發(fā)展，開始加速受傷的楊怡(BC段)。所有事物都有自己的損傷量承受能力限度，超過這個(gè)限度，事物就會(huì)發(fā)生安全突變。原秩序被破壞后，事物又開始回到新的安全狀態(tài)(O點(diǎn))。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，17，3，安全變異突變的基本理論，(1)安全變異突變的基本概念，(2)安全變異突變的理論模型，(3)安全變異突變的數(shù)學(xué)模型，(安全第一位2)危險(xiǎn)事物的基本理論3)事故物的損壞量達(dá)到

5、極限而發(fā)生的原物的局部或整體秩序紊亂和瓦解狀態(tài)。自然界的思維狀態(tài)稱為災(zāi)害。安全第一位，以預(yù)防為主，2020/7/14，19，(1)安全流變突變的基本概念，2，安全科學(xué)的本質(zhì)概念1 3)壽命限制事物只通過內(nèi)因作用，將損傷量達(dá)到極限的時(shí)間，或事物從誕生經(jīng)理的環(huán)境思想轉(zhuǎn)移到事故發(fā)生的時(shí)間。4)系統(tǒng)進(jìn)行安全狀態(tài)研究的對(duì)象是一個(gè)或多個(gè)事物的集合。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，20，(1)安全變異突變的基本概念，3，安全科學(xué)的過程概念1)秩序事物本身的構(gòu)成，結(jié)構(gòu)及內(nèi)部運(yùn)行規(guī)律2)安全突變事物從危險(xiǎn)狀態(tài)向事故狀態(tài)的定性變化過程3)安全流變安全外因安全內(nèi)部原因：影響事物安全程度的內(nèi)部因素，指事物的內(nèi)

6、部結(jié)構(gòu)、構(gòu)成、形態(tài)等相互作用、相互影響的集合合作。安全能量：由事物的狀態(tài)決定，反映事物運(yùn)動(dòng)形態(tài)變化的可能性，是事物安全質(zhì)量變化和變形的公共測(cè)量。安全熵：使事物轉(zhuǎn)向負(fù)效應(yīng)方向的測(cè)量。安全孔：流程特征參數(shù)，反映事物狀態(tài)變化的測(cè)量。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，22，損傷延遲效應(yīng)損傷的能量消失，損傷不會(huì)立即停止，必須再延遲一段時(shí)間，這兩個(gè)時(shí)間對(duì)安全預(yù)測(cè)非常重要。安全稅：指事物從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)的能力大小和趨勢(shì)，是可能性的表現(xiàn)。安全潛力：事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)或異常狀態(tài)的能力大小和趨勢(shì)潛力損害潛力：反映了事物在不斷發(fā)展的過程中達(dá)到安全最佳狀態(tài)的能力和趨勢(shì)損害程度。安全第一，預(yù)防為主，2

7、020/7/14，23，(2)安全流變突變的理論模型，安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，24，1，物理模型：對(duì)4個(gè)基本組件：1)安全可逆組件2)安全阻尼組件3)安全摩擦組件4)安全質(zhì)量體的5個(gè)步驟：1)外部光義力區(qū)域2)可以立即修復(fù)損壞區(qū)域。3)可以慢慢恢復(fù)損壞區(qū)域。4)本質(zhì)損傷區(qū)域5)本質(zhì)損傷加速區(qū)域，安全第一，預(yù)防為主，200中：可修復(fù)損傷的廣義力；能夠恢復(fù)損壞過程以表達(dá)事物的系數(shù)；為了可修復(fù)的損壞?；驹卣?、安全第一、預(yù)防為主、2020/7/14，26、基本元件特征、2)安全阻尼元素：在外力下發(fā)生安全損壞，安全損壞速度與力成正比。安全阻尼元件用表示。公式中：引起永久損傷的廣義力

8、；為了反映永久性損傷過程的系數(shù)，表征事物形成永久性損傷程度的系數(shù)。為了永久損壞。，安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，27，基本元件特征，3)安全摩擦零件：=常數(shù)，表示法。反映事物抵抗外部影響的程度，當(dāng)有外部影響時(shí)，事物內(nèi)部的系統(tǒng)不受損，摩擦對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用，相當(dāng)于保護(hù)層。外部影響大時(shí)，摩擦開始運(yùn)動(dòng)，造成永久性損傷。安全第一、預(yù)防為主、2020/7/14，28、基本元件特征、4)安全質(zhì)量體：表示元件?？梢韵胂筮@個(gè)分量是具有一定質(zhì)量的物體，但其質(zhì)量隨著損傷的增加而不斷衰減。外力大于初始摩擦力時(shí)，質(zhì)量體可以運(yùn)動(dòng)，服從牛頓的阻力定律。由于質(zhì)量體的質(zhì)量持續(xù)減少，即使外力不變，質(zhì)量體的運(yùn)動(dòng)也要表現(xiàn)出

9、加速的趨勢(shì)。在安全科學(xué)中，質(zhì)量體的意義是安全的邊界密度，在有外部或內(nèi)部作用的情況下，質(zhì)量體不運(yùn)動(dòng)，其他組件工作，系統(tǒng)只形成大量可恢復(fù)的損傷和小部分的永久性損傷，系統(tǒng)的本質(zhì)特征不受影響。外部或內(nèi)部作用較大，質(zhì)量體開始滑動(dòng)，形成穩(wěn)定不可恢復(fù)的損傷，經(jīng)歷一定時(shí)間或一定的永久性損傷后，安全邊界密度值降低，形成內(nèi)部永久性損傷加速的勢(shì)頭。安全第一，以預(yù)防為主，2020/7/14，29，安全流變-突變型第五階段，L)外部光義力區(qū)S所有外部影響事物的總稱，通過事物內(nèi)部對(duì)事物的作用。當(dāng)對(duì)同一事物的外部變化范圍不大時(shí)，研究人類壽命規(guī)律時(shí)，外部環(huán)境比較穩(wěn)定，生理、心理變化不大，可以根據(jù)一定的力量進(jìn)行分析。安全第一，

10、預(yù)防為主，2020/7/14，30，2，安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，31，3)，安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，3當(dāng)傳遞到本質(zhì)區(qū)域的力很小時(shí)，摩擦力對(duì)應(yīng)于保護(hù)事物的強(qiáng)度成分，等于抵抗外部作用力，而不引起事物的本質(zhì)損傷。(大衛(wèi)亞設(shè)，Northern Exposure，本質(zhì))如果傳遞到本質(zhì)區(qū)域的力很大，摩擦力會(huì)消耗一些外力，并將剩余的力用于阻尼因素，從而形成本質(zhì)損傷。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，33，5)它可以消化或吸收一些外部作用。一開始消化或吸收力是固定的，但運(yùn)行一段時(shí)間后安全質(zhì)量體的質(zhì)量會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少，這是損傷的單調(diào)減少函數(shù)。即使外部作用力不變，質(zhì)量體形成的損傷也要加速。由于質(zhì)量體的不斷減少，保護(hù)事物不受加速損傷的能力逐漸降低，大量外力用于事物本質(zhì)的損傷加速區(qū)，事物的損傷速度逐漸加快，損傷程度越來越大，直到一切事物完全被破壞。安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，34，2，數(shù)學(xué)模型物理模型基礎(chǔ)，我們是數(shù)學(xué)模型：安全第一，預(yù)防為主，2020/7/14，35，安全第一預(yù)防為主，2020/第一組和第三組組件隨時(shí)