安全科学的流变-突变规律-PPT.ppt
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1、第五节 安全科学的流变突变规律 大家好本节主要内容本节主要内容一、流变一、流变突变理论的背景知识突变理论的背景知识二、安全流变二、安全流变突变的基本特征突变的基本特征三、安全流变三、安全流变突变的基本理论突变的基本理论四、安全流变四、安全流变突变理论的应用研究突变理论的应用研究2大家好一、流变一、流变突变理论的背景知识突变理论的背景知识“流流变变”(Rheology)一一词词来来源源于于古古希希腊腊,意意即即万物皆流,万物皆变。万物皆流,万物皆变。“突突变变”(Mutation)有有彻彻底底改改变变的的意意思思,最最初初是是1968年年Thom在在结结构构稳稳定定性性和和形形态态发发生生学学著
2、著作作中中提提出出的的。表表示示事事物物发发生生了了具具有有质质的的彻彻底底改改变。变。流流变变、突突变变综综合合起起来来形形成成了了流流变变突突变变理理论论,描描述了事物从诞生述了事物从诞生发展发展消亡的全部过程。消亡的全部过程。3大家好(一)(一)流变流变突变理论的物质观突变理论的物质观质中不仅包含定性的质,而且包含定量的质。质中不仅包含定性的质,而且包含定量的质。物质世界在不断流变中突变。物质世界在不断流变中突变。4大家好(二)(二)流变流变突变理论的时空观突变理论的时空观一一个个事事物物的的空空间间广广延延性性和和时时间间持持续续性性是是该该事事物物的的一一种种内内在在属属性性,同同其
3、其它它事事物物进进行行对对比比必必须须在在同同一一个时空中。个时空中。一一切切流流变变突突变变现现象象离离不不开开空空间间内内物物质质的的相相互互作作用。用。5大家好(三)(三)流变流变突变理论的运动观突变理论的运动观事物的属性是在流变事物的属性是在流变突变中显示出来的。突变中显示出来的。流变流变突变是一事物向另一事物转变的流程。突变是一事物向另一事物转变的流程。6大家好二、安全流变突变的基本特征“安安全全流流变变与与突突变变”就就是是事事物物在在发发展展过过程程中中安安全全与与危危险险的的矛矛盾盾运运动动过过程程。这这一一矛矛盾盾运运动动决决定定了了各各个个阶阶段段的的安安全全状状态态。下下
4、面面以以一一些些典典型型例例子子说说明明“安安全流变与突变全流变与突变”的基本特征。的基本特征。(一)矿山灾害(一)矿山灾害(二)机械事故(二)机械事故(三)社会变革(三)社会变革(四)人的衰亡过程(四)人的衰亡过程(五)安全流变(五)安全流变突变论突变论7大家好(一)矿山灾害(一)矿山灾害1自燃火灾自燃火灾OAOA段:煤与氧气开始段:煤与氧气开始 接触氧化接触氧化ABAB段:氧化速度减慢,段:氧化速度减慢,氧化程度加深氧化程度加深 BDBD段:氧化速度加快段:氧化速度加快DD点:发生自燃火灾点:发生自燃火灾C C点:人为设置的报警点点:人为设置的报警点8大家好(一)矿山灾害(一)矿山灾害2.
5、冒顶冒顶OAOA段:刚掘出新巷道段:刚掘出新巷道 变形速度递减段变形速度递减段ABAB段:稳定段段:稳定段BDBD段段:围围岩岩压压力力等等条条件件变变化化,变变形形速速度度加加快快,发生冒顶发生冒顶9大家好(一)矿山灾害(一)矿山灾害3 3 煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出OAOA段:损伤减速增加段:损伤减速增加 阶段阶段ABAB段:损伤稳定发展段:损伤稳定发展 阶段阶段BCBC段:损伤加速段段:损伤加速段CDCD段:灾害发展阶段段:灾害发展阶段10大家好(二)机械事故(二)机械事故OAOA段:初期零部件跑段:初期零部件跑 合磨损段合磨损段ABAB段:恒速磨损老化段段:恒速磨损老化段BCBC段:与元
6、器件寿命段:与元器件寿命相关的加速磨损老化段相关的加速磨损老化段C C点:为机器临界磨损老点:为机器临界磨损老化量。化量。11大家好(三)(三)社会变革或改革社会变革或改革纵轴表示矛盾的激化程度纵轴表示矛盾的激化程度OA段段:新新秩秩序序建建立立过过程程中矛盾逐渐缓和阶段中矛盾逐渐缓和阶段AB段段:新新秩秩序序建建立立后后矛矛盾的稳定发展阶段盾的稳定发展阶段BC段:旧的管理体制阻段:旧的管理体制阻碍生产力发展后的矛盾碍生产力发展后的矛盾加剧阶段加剧阶段C点:矛盾激化程度的突点:矛盾激化程度的突变点。变点。12大家好(四)人的衰亡过程(四)人的衰亡过程1.人的生命过程人的生命过程纵轴表示人体的衰
7、老程度纵轴表示人体的衰老程度OA段段:生生命命诞诞生生到到青青春春期阶段期阶段AB段段:青青春春期期到到老老年年期期阶段阶段BC段:人体进入老年期段:人体进入老年期的加速衰老阶段的加速衰老阶段C点:生命衰亡的临界值点:生命衰亡的临界值13大家好(四)人的衰亡过程(四)人的衰亡过程2.人的伤亡过程人的伤亡过程纵纵轴轴表表示示人人体体伤伤亡亡事事故故发生概率发生概率OA段段:人人体体进进入入工工作作环环境认识工作对象的过程境认识工作对象的过程AB段段:熟熟悉悉环环境境后后伤伤亡亡事故概率稳定增加阶段事故概率稳定增加阶段BC段:一些客观导致危段:一些客观导致危险度增大阶段险度增大阶段C点:危险度的临
8、界值点:危险度的临界值14大家好(五)安全流变(五)安全流变突变论突变论综上所述,安全综上所述,安全危险这一矛盾运动贯穿于事物危险这一矛盾运动贯穿于事物存在的始终。并且受到存在的始终。并且受到内在因素和外在因素内在因素和外在因素的制的制约。约。研究事物的流变研究事物的流变突变运动,必须从危险因素中突变运动,必须从危险因素中找到内在因素,通过研究内在因素的变化规律得找到内在因素,通过研究内在因素的变化规律得到到安全流变安全流变突变突变的基本规律,然后再考虑外在的基本规律,然后再考虑外在因素的影响。因素的影响。15大家好事物事物“安全流变与突变安全流变与突变”的全过程为:的全过程为:当某一新事物诞
9、生后的初期(当某一新事物诞生后的初期(OA阶段),其损伤量随阶段),其损伤量随时间呈减速递增,新秩序在此期间逐渐形成和完善。时间呈减速递增,新秩序在此期间逐渐形成和完善。当新秩序发展到成熟阶段时(当新秩序发展到成熟阶段时(AB阶段),完善的新秩阶段),完善的新秩序使损伤量匀速缓慢增加。序使损伤量匀速缓慢增加。经过一个稳定增加的时期后,原秩序将再次向无序方经过一个稳定增加的时期后,原秩序将再次向无序方向发展,进而使损伤量值开始加速增大(向发展,进而使损伤量值开始加速增大(BC段)。段)。任何事物都具有其固有的损伤量承受能力界限,超出任何事物都具有其固有的损伤量承受能力界限,超出此限后,事物将发生
10、安全突变。此限后,事物将发生安全突变。当原秩序破坏后,事物又开始回归到一个新的安全状当原秩序破坏后,事物又开始回归到一个新的安全状态(态(O点)。点)。16大家好三、安全流变三、安全流变突变的基本理论突变的基本理论(一)安全流变(一)安全流变突变的基本概念突变的基本概念(二)安全流变(二)安全流变突变的理论模型突变的理论模型(三)安全流变(三)安全流变突变的数学模型突变的数学模型17大家好(一)安全流变(一)安全流变突变的基本概念突变的基本概念1、安全科学的状态概念1)安全事物的主体在某一限度内受到损伤的状态,该限度可以根据具体事物对安全度的要求来确定。2)危险事物的主体受损伤超过了某一限度的
11、状态。3)事故事物的损伤量达到极限值而发生的原事物的局部或整体秩序紊乱与瓦解状态。自然界的事故状态称为灾害。18大家好(一)安全流变(一)安全流变突变的基本概念突变的基本概念2、安全科学的本质概念1)损伤事物在内、外因作用下随时间的破坏量2)安全度描述事物保持安全状态的概率值,S=1-Sb,Sb表示事物可能发生事故状态的概率,即是危险度。3)寿命极限事物仅在内因作用下损伤量达到极限值的时间,或事物从诞生经理想环境过渡到事故发生所经历的时间。4)系统进行安全状态研究的对象,是一个或多个事物的集合。19大家好(一)安全流变(一)安全流变突变的基本概念突变的基本概念3、安全科学的过程概念1)秩序事物
12、自身的组成、结构和内部运行规律2)安全突变事物从危险状态到事故状态的质变过程3)安全流变事物的损伤量随时间变化的量变过程20大家好安全损伤(安全损伤(e):):事物在内外因的作用下随时间的破坏量。事物在内外因的作用下随时间的破坏量。安全外因:安全外因:影响事物安全程度的外部因素,指事物周围影响事物安全程度的外部因素,指事物周围所有对事物本身有影响的集合作。所有对事物本身有影响的集合作。安全内因:安全内因:影响事物安全程度的内部因素,指事物内部结影响事物安全程度的内部因素,指事物内部结构、组成、形态等相互作用、相互影响的集合作。构、组成、形态等相互作用、相互影响的集合作。安全能:安全能:由事物的
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