1、以安全第一、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)以安全科學(xué)的流變學(xué)突然變異規(guī)律、安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29，2，本節(jié)主要內(nèi)容，一、流變學(xué)突然變異理論背景知識(shí)二、安全流變學(xué)突變的基本特征三、安全流變突變3，一、流變突變理論背景知識(shí)、 “流變學(xué)”(Rheology )一詞來源于古希臘，意思是萬物流動(dòng)、萬物變化。 “突然變異”(Mutation )有徹底改變的意義，最初是1968年Thom在構(gòu)造穩(wěn)定性和形態(tài)胚胎學(xué)的萩作中提出的。 表示事物發(fā)生了有質(zhì)量的徹底變化。 綜合流變學(xué)、突然變異形成了流變學(xué)突然變異理論，描述了事物從誕生到發(fā)展消亡的整個(gè)過程。 以安全第一、預(yù)防為主，202

2、0/7/29，4，4，(1)流變學(xué)突然變異理論的物質(zhì)觀、質(zhì)量不僅包括定性質(zhì)量，也包括定量質(zhì)量。 物質(zhì)世界不斷地在流變學(xué)中突然變異。 以安全第一、預(yù)防為主，(2020/7/29，5，5 )流變學(xué)突然變異理論的時(shí)空觀，一個(gè)事物空間的廣泛性和時(shí)間持續(xù)性是該事物的內(nèi)在屬性，與其他事物對比必須是相同的時(shí)空。 所有的流變學(xué)突然變異現(xiàn)象都離不開空間內(nèi)物質(zhì)的相互作用。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29，6，6，(3)流變學(xué)突然變異理論的運(yùn)動(dòng)觀、事物的屬性體現(xiàn)在流變學(xué)突然變異上。 流變學(xué)突然變異是從一個(gè)事物向另一個(gè)事物的轉(zhuǎn)變的流程。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29,7、7、7、二，是安全流變學(xué)

3、突然變異的基本特征，“安全流變學(xué)和突然變異”是事物發(fā)展過程中安全和危險(xiǎn)的不符點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程。 這個(gè)不符點(diǎn)運(yùn)動(dòng)決定了各個(gè)階段的安全狀態(tài)。 下面用幾個(gè)典型的例子說明“安全流動(dòng)和突然變異”的基本特征。 (1)礦山災(zāi)害；(2)機(jī)械事故；(3)社會(huì)變革；(4)人的衰退過程；(5)以安全流變學(xué)突然變異論、安全第一、預(yù)防為主； 9，9，(一)礦山災(zāi)害，2 .突頂OA階段：新巷道變形速度減少階段AB階段：穩(wěn)定階段BD階段：圍巖壓力等條件變化，變形速度加速，突頂發(fā)生3煤和瓦斯氣體的突出OA階段：損傷減速增加階段AB階段：損傷穩(wěn)定發(fā)展階段BC階段：損傷加速階段CD階段：災(zāi)害發(fā)展階段、安全第一、預(yù)防為主，2000 OA

4、階段：初始零配件、安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29，12，(三)社會(huì)變革與改革，縱軸是不符點(diǎn)激化程度OA階段：新秩序建立過程中的不符點(diǎn)緩解階段AB階段：新秩序建立后不符點(diǎn)的穩(wěn)定發(fā)展階段BC階段：舊管理體制阻礙生產(chǎn)力發(fā)展后的不符點(diǎn)激化階段c點(diǎn)安全第一、預(yù)防為主，2020 十三、(四)人的衰退過程； 1 .人的生命過程縱軸表示人體老化程度OA階段：生命思春期階段AB階段：從思春期到老年期階段BC階段：人體進(jìn)入老年期加速老化階段c點(diǎn)2 .人的傷亡過程縱軸表示人體傷亡事故發(fā)生概率OA階段：人體進(jìn)入工作環(huán)境認(rèn)識(shí)工作對象的過程AB階段：熟悉環(huán)境后傷亡事故概率穩(wěn)定增加階段BC階段：一些客觀的危險(xiǎn)度增大

5、階段c點(diǎn)：危險(xiǎn)度的臨界值、安全第一觀、預(yù)防為主，受2020/7/29、15內(nèi)在因素和外在因素的制約。研究事物的流變學(xué)突然變異運(yùn)動(dòng)，必須從危險(xiǎn)因素中找出內(nèi)在因素，通過研究內(nèi)在因素的變化規(guī)律得到安全流變學(xué)突然變異的基本規(guī)律，然后再考慮外在因素的影響。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、16，事物“安全流動(dòng)變化和突然變異”的全過程，在某新事物誕生后的初期(OA階段)，其損傷量隨時(shí)間減速增加，新秩序逐漸形成和完善這其間。 新秩序發(fā)展為成熟階段(AB階段)后，完善的新秩序?qū)⑹箵p傷量等速增加。 經(jīng)過穩(wěn)定增長的時(shí)期，原有秩序再次向無序方向發(fā)展，損傷量值開始加速增大(BC段)。 任何事物都有其固有的損

6、傷量接受能力的界限，一旦超過這個(gè)界限，事物就會(huì)發(fā)生安全突然變異。 原來的秩序一旦被破壞，事物又開始恢復(fù)到新的安全狀態(tài)(o點(diǎn))。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、17、3，安全流變學(xué)突然變異的基本理論，(一)安全流變學(xué)突然變異的基本概念，(二)安全流變學(xué)突然變異的理論模型，(三)安全流變學(xué)突變的數(shù)學(xué)模型，安全第一，安全第二)危險(xiǎn)品的主體受到某種限度的損害狀態(tài)。 3 )事故事物的損傷量達(dá)到界限值發(fā)生的原事物的局部或者整體秩序的混亂和崩潰狀態(tài)。 把自然段的事故狀態(tài)稱為災(zāi)害。以安全第一、預(yù)防為主，包括2020/7/29、19、(1)安全流變學(xué)突然變異的基本概念、2、安全科學(xué)的本質(zhì)概念1 )損

7、傷事物，外因造成的時(shí)間破壞量2 )安全度描述事物保持安全狀態(tài)的概率值，s=。 3 )壽命界限事物因內(nèi)因損傷量達(dá)到界限值的時(shí)間，或者從誕生經(jīng)管人考慮環(huán)境到事故發(fā)生的時(shí)間。 4 )系統(tǒng)進(jìn)行安全狀態(tài)研究的對象是一個(gè)或多個(gè)的集合。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29，20，(1)安全流變學(xué)突然變異的基本概念，3，安全科學(xué)的過程概念1 )秩序事物自身的構(gòu)成，結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)行規(guī)則2 )安全突然變異事物從危險(xiǎn)狀態(tài)向事故狀態(tài)的質(zhì)量變化過程3 )安全流變學(xué)事物安全外因：影響事物安全度的外部因素是影響事物周圍所有事物自身的集安全內(nèi)因：影響事物安全度的內(nèi)部因素是指事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、形態(tài)等相互作用、相互影響的

8、集合作用。 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尺度。 安全熵：使事物轉(zhuǎn)向負(fù)效應(yīng)方向的尺度。 安全工作：流程特征殘奧表，是反映事物物態(tài)變化的尺度。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、22，損傷的滯后效應(yīng)：當(dāng)作為事物的能量而損傷事物時(shí)，本質(zhì)的損傷不能立即出現(xiàn)，產(chǎn)生彈性的前效應(yīng)的損傷如果沒有辦事兒能量，損傷不能立即停止，有會(huì)兒延遲是安全預(yù)測的重要。 安全潛力：指事物從一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)變化的能力的大小和傾向，是可能性的表現(xiàn)。 安全潛力：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潛力：指在事物發(fā)展過程中，事物達(dá)到安全最佳狀態(tài)

9、的能力和趨勢損傷程度的反映。以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、23；(二)以安全流變學(xué)突然變異的理論模型、安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、24、1，物理模型：正確4組基本要素：1)安全可逆要素2 )安全阻尼要素3 )安全摩擦要素4 )安全質(zhì)量體5階段：1)外界廣義力區(qū)2 )損傷區(qū)3 )損傷區(qū)4 )本質(zhì)損傷加速區(qū)5 )本質(zhì)損傷加速區(qū)，安全第一，預(yù)防主，2000式中：使作為能夠修復(fù)損傷的廣義作用力的事物能夠修復(fù)表示能夠修復(fù)損傷過程的系數(shù)損傷。 基本元件特征、安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、26，基本元件特征，2 )安全阻尼元件：由外部力產(chǎn)生安全損傷，安全損傷速度與力成正比。

10、 安全阻尼元件用表示。 式中：為了反映引起永久損傷的廣義力永久損傷過程的系數(shù)，表示事物永久損傷形成程度的系數(shù)永久損傷。 以、安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、27，基本要素特征，3 )安全摩擦材料：=常數(shù)，表示。 當(dāng)事物反映出對外界影響的容忍度，外界影響小時(shí)，事物內(nèi)部的系統(tǒng)不損傷，摩擦材料對系統(tǒng)起保護(hù)作用，相當(dāng)于保護(hù)層的外部影響大時(shí)，摩擦材料開始運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生永久性損傷。 以安全第一、預(yù)防為主，以2020/7/29、28、基本要素特征，4 )安全質(zhì)量體：表示要素。 該元件可以認(rèn)為是具有一定質(zhì)量的物體，但其質(zhì)量隨著損傷的增大而衰減。 當(dāng)外力大于初始摩擦力時(shí)，質(zhì)量體可以運(yùn)動(dòng)，遵循牛頓阻力定律。

11、由于質(zhì)量體的質(zhì)量不斷減少，即使外力不變，質(zhì)量體的運(yùn)動(dòng)也呈加速傾向。 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(dòng)，其他零配件起作用，系統(tǒng)僅形成大量的可恢復(fù)損傷和小部分永久損傷，當(dāng)系統(tǒng)的本質(zhì)特征不受影響的外界或內(nèi)部作用大時(shí)，質(zhì)量體開始滑動(dòng)， 形成穩(wěn)定的不可恢復(fù)的損傷，經(jīng)過一定時(shí)間或一定的永久損傷，安全邊界密度值降低，內(nèi)部永久損傷形成加速的趨勢。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、29，安全流變學(xué)突然地突變型5個(gè)水平，l )外界廣義力區(qū)s所有外部影響事物的作用的總稱，它通過事物內(nèi)部作用于事物。 當(dāng)對同一事物外界的變化范圍不大時(shí)，可以認(rèn)為是同一力量的作用，如研

12、究人的壽命規(guī)律時(shí)，外部環(huán)境比較穩(wěn)定，大姨媽、心理變化不大，可以用一定的力量作用來分析。以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、30、2 )可立即恢復(fù)損傷區(qū)的第一保護(hù)區(qū)，它由一個(gè)安全可逆元件構(gòu)成，可適應(yīng)外部作用，以可恢復(fù)外部作用的形式記憶，一旦外部作用消失，對事物的危險(xiǎn)電勢也立即消失2020/7/29，31，3 )損傷區(qū)的第二保護(hù)區(qū)可以緩慢恢復(fù)，由安全衰減和安全可逆兩個(gè)因素構(gòu)成，其特點(diǎn)是對作用力不能立即引起必要的損傷，有時(shí)間延遲，外力消失后損失不能立即恢復(fù)，時(shí)間經(jīng)過的安全第一，不能恢復(fù)當(dāng)傳遞到本質(zhì)區(qū)域的力小時(shí)，摩擦部件相當(dāng)于保護(hù)事物的強(qiáng)度要素，抵抗外部的作用力，當(dāng)傳遞到不產(chǎn)生事物本質(zhì)損傷的本質(zhì)

13、區(qū)域的作用力大時(shí)，摩擦部件消耗一部分外力，使剩馀的力作用于衰減元件，形成本質(zhì)的損傷。 以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29，33，5 )本質(zhì)損傷加速區(qū)的本質(zhì)損傷加速區(qū)由質(zhì)量體要素構(gòu)成，是描述事物損傷開始加速的要素，外界作用超過一定值，就會(huì)引起內(nèi)部本質(zhì)損傷加速要素運(yùn)動(dòng)。它可以消化或吸收一些外部作用，最初其消化或吸收能力是一定值，但有會(huì)兒運(yùn)行后，安全質(zhì)量體的質(zhì)量隨時(shí)間減少，是損傷的單調(diào)遞減函數(shù)，即使在外部作用力不變的情況下，質(zhì)量體形成的損傷也會(huì)加速。 由于質(zhì)量體的減少，使事物免受加速損傷的能力逐漸降低，大量的外部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，直到事物完全破壞。以安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、34、2，數(shù)學(xué)模型以物理模型為基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)模型：安全第一、預(yù)防為主，2020/7/29、35，以安全第一預(yù)