安全科学的流变-突变规律
安全科学的流变-突变规律
外界广义力区S
01
一切外部对事物有影响作用的总称，它通过事物内部而对事物起作用。
02
当对于同一事物外界变化范围不大时，可以认为是相同的力作用，如研究人的寿命规律时，外部环境较稳定，生理、心理变化不大，可以按定常力作用下分析。
03
安全流变-突变换型的五个层次
可立即恢复损伤区 第一保护区，它由一个安全可逆元件构成，能对外界作用立即形成反应，把作用能以可恢复损伤的形式存储起来，一旦外界作用消失，对事物的危险势也立即消失。
安全流变——事物的损伤量随时间变化的量变过程
（一）安全流变—突变的基本概念
安全损伤（e）：事物在内外因的作用下随时间的破坏量。 安全外因：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。 安全内因：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。 安全能：由事物的状态决定，反映事物运动形态变化的可能性，是事物安全质变和变形的公共度量。 安全熵：促使事物向负效应方向转变的量度。 安全功：是过程特征参量，反映事物状态变化的 度量。
02
01
04
05
事物“安全流变与突变”的全过程为：
安全流变—突变的基本概念
安全流变—突变的理论模型
安全流变—突变的数学模型
三、安全流变—突变的基本理论
危险——事物的主体受损伤超过了某一限度的状态。
安全科学的状态概念
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。
可缓慢恢复损伤区 第二保护区，由安全阻尼和安全可逆两元件组成，它的特点是对作用力不能立即引起应有的损伤，有个时间滞后段，当外力消失后损失不能立即恢复，而是经过一段时间缓慢回复到原始位置。
最新15安全科学的流变-突变规律
2020/9/27
安全第一，预防为主
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（二）机械事故
OA段：初期零部件跑 合磨损段
AB段：恒速磨损老化段 BC段：与元器件寿命 相关的加速磨损老化段 C点：为机器临界磨损老 化量。
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安全第一，预防为主
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（三） 社会变革或改革
纵轴表示矛盾的激化程度
OA 段 ： 新 秩 序 建 立 过 程 中矛盾逐渐缓和阶段
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安全第一，预防为主
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事物“安全流变与突变”的全过程为：
• 当某一新事物诞生后的初期（OA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。
• 当新秩序发展到成熟阶段时（AB阶段），完善的新秩 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 向发展，进而使损伤量值开始加速增大（BC段）。
• 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 态（O点）。
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安全第一，预防为主
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三、安全流变—突变的基本理论
（一）安全流变—突变的基本概念 （二）安全流变—突变的理论模型 （三）安全流变—突变的数学模型
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（一）矿山灾害
2. 冒顶
OA段：刚掘出新巷道 变形速度递减段
AB段：稳定段 BD 段 ： 围 岩 压 力 等 条 件
变化，变形速度加快， 发生冒顶
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安全第一，预防为主
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（一）矿山灾害
3． 煤与瓦斯突出
OA段：损伤减速增加 阶段
AB段：损伤稳定发展 阶段
安全流变一突变的基本概念范本（2篇）
安全流变一突变的基本概念范本安全流变一突变是指材料在受力作用下发生的突然、非线性的变形现象。
它涉及到材料的强度、变形速率和温度等因素，是材料力学研究中的一个重要课题。
本文将介绍安全流变一突变的基本概念和相关研究内容。
安全流变是指材料在受到一定应力作用后，逐渐发生塑性变形的现象。
这是材料在不可逆的条件下，由弹性变形过渡到塑性变形的过程。
安全流变主要分为屈服流变和蠕变流变两种类型。
屈服流变是指材料在受到一定应力后，突然发生的塑性变形现象。
材料在达到一定应力（屈服应力）后，会发生本质上的变形，即塑性变形。
这种变形通常伴随着应力的大幅度降低，材料受力性能发生显著变化。
蠕变流变是指材料在长时间受到恒定应力后，逐渐发生的塑性变形现象。
材料在恒定应力作用下，由于内部原子结构的重排，逐渐出现塑性变形。
蠕变流变可以在较低温度下发生，使材料的形状发生变化。
在安全流变一突变的研究中，温度也是一个重要的因素。
材料的流变行为和温度密切相关。
随着温度的升高，材料的流动性会增强，容易发生蠕变流变和屈服流变。
研究人员通过控制温度，比较材料在不同温度下的变形行为，可以更好地了解安全流变一突变的规律。
为了研究并描述安全流变一突变的行为，研究人员通常使用应力-应变曲线来表示材料的力学性能。
应力是材料所受到的单位面积的力，应变则是材料相对于初始尺寸的形变量。
通过在材料上施加不同的应力，研究人员可以得到应力-应变曲线，并从中分析出材料的屈服强度、屈服应变等重要性能指标。
对于安全流变一突变的研究，材料的流变速率也是一个重要的考虑因素。
流变速率是指材料的形变速度。
较高的流变速率下，材料容易发生突变，而在较低的流变速率下，材料则更容易发生蠕变流变。
通过控制流变速率，研究人员可以了解材料的稳定性和可靠性。
在安全流变一突变的研究中，还有一些其他的重要概念和参数需要考虑，如材料的室温强度、应力分布等。
室温强度是指材料在室温下的抗拉强度和抗压强度。
应力分布是指材料在受力过程中应力的变化情况。
安全流变一突变的基本概念范文
安全流变一突变的基本概念范文引言：在材料科学和工程中，流变学是研究物质在外力作用下变形和流动行为的学科。
安全流变是流变学中的一个重要概念，指的是材料在应力变化下的流变行为稳定，不会出现突变和失稳的现象。
然而，有时在一些特殊条件下，材料的安全流变状态可能会突然发生变化，这就是安全流变一突变。
本文将对安全流变和安全流变一突变的基本概念进行详细阐述。
一、安全流变的概念1. 安全流变的定义安全流变是指材料在外力作用下，应力和应变之间的关系在某一应力值以下保持稳定，没有突变和失稳的现象。
安全流变的特点是物质的流变行为可预测，对工程设计和材料应用具有重要意义。
2. 安全流变的条件安全流变的实现需要满足一定的条件。
首先，材料需要具有足够的强度和韧性，以承受外力的作用。
其次，材料的内部结构和组织应具有足够的稳定性，以保持流变行为的稳定性。
最后，外力的施加应在合理的范围内，避免过大或过小的应力引起材料的失稳。
3. 安全流变的应用安全流变的概念在材料科学和工程中具有广泛的应用。
例如，在材料的设计和选材过程中，安全流变概念可以用于预测和评估材料的性能和可靠性。
在工程结构的设计和分析过程中，安全流变的概念可用于确保结构的稳定性和安全性。
此外，安全流变的研究还对材料加工和制备过程中的工艺优化和控制具有重要意义。
二、安全流变一突变的概念1. 安全流变一突变的定义安全流变一突变是指材料的流变行为在一定条件下突然发生变化，从安全流变状态转变为失稳状态的现象。
突变的出现可以是由于材料内部结构的改变、应力集中引起断裂等原因引起的。
安全流变一突变的发生可能会导致材料的破坏和失效。
2. 安全流变一突变的原因安全流变一突变的发生可以是由于多种原因引起的。
首先，材料的结构和组织可能发生变化，例如晶粒的生长或取向的改变。
其次，材料的应力状态可能会发生突变，例如应力集中引起的断裂或塑性变形的局部失稳。
最后，材料的条件和环境可能会导致突变的发生，例如温度的变化或外界环境的影响。
安全问题与安全科学发展历程
• 第一节 安全问题与安全科学发展历程 • 第二节 安全科学的哲学基础 • 第三节 安全科学定义、性质、对象分类 • 第四节 安全科学数理基础 • 第五节 安全科学的流变—突变规律
2020/2/29
安全第一，预防为主
1
第一节 安全问题与安全科学发展历程
一、安全问题的提出
1.在古石器时代，人类的祖先挖穴而居，栖树而息， 完全依附于自然。人类处于被动适应地位，面临的 威胁主要来自雷、电、风等自然灾害及野兽的侵袭。 2.跨入农业社会后，人类逐渐摆脱大自然的束缚， 开始改造自然，人为灾害开始越来越多，这一时期 主要的安全问题来自自然灾害和人为灾害。 3.到了工业时代，人类开始利用技术创造文明，但 技术的发展也给人类带来了灾难，具体包括以下几 个方面：
• 2005年12月24日15时40分，内蒙古自治区巴彦淖尔市运 通运输有限公司驾驶人王云驾驶蒙L07963号大客车，由 巴彦淖尔市临河区驶往鄂尔多斯市杭锦旗吉日嘎朗图镇渡 口村，当车辆驶过吉日嘎朗图镇境内黄河浮桥驶上河滩后， 在通过其中部分结冰河滩（正常状态为土路河滩，黄河涨 水结冰形成冰面）时，车辆压破冰层沉入水中。经初步调 查，该车乘载37人（核载29人），目前9人生还，25人死 亡，其余3人下落不。
• 温室效应：
• 大气中某些痕量气体含量增加，而引起的地球平均气温上升的情况，则称温室效 应。这类痕量气体，即叫温室气体，主要包括CO2、CH4、O3、N2O和氯氟烃（氟利 昂）等，其中尤以CO2的温室作用最明显。
• 酸雨：
• 酸雨是指pH<5．6的雨雪或其它方式形成的大气降水（如雾、露、霜），是一种大 气污染现象。酸雨的危害主要是破坏森林生态系统，改变土壤性质与结构，破坏 水生生态系统，腐蚀建筑物和损害人体的呼吸道系统和皮肤。
流变突变
安全流变—突变的数学模型
（1）事物损伤的初始阶段，即可立即恢复损伤区。
损伤：
e S k1
（2）事物损伤的减速和稳定阶段
（1）当S<f3时，本质损伤区、本质损伤加速区没有
运动
损伤：
e S S [1 exp( k2 t)]
k1 2k2
2
这个数学模型公式包含了时间变量，对其求导可以得到棋损伤速 度和损伤加速度。
在关于突出机理的认识中,综合作用可以说为 人们普遍接受。煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯和 煤的物理力学特性综合作用的结果。但假说没有 考虑时间的因素。经大量的现场实验，参与突出 的煤岩体的形变是和时间因素紧密相关的。
自然界任何过程都是在一定的时空范围内 发生、发展的，煤与瓦斯突出也不例外。实质 上含瓦斯煤岩突出，具有流变性质。含瓦斯煤 体在外力作用下，当达到或超过其屈服载荷时， 煤与瓦斯突出，整个过程明显地表现为三个阶 段：流变损伤减速增加阶段，流变损伤等速增 加阶段，流变损伤加速增加阶段。其中第一、 二两阶段对应于煤与瓦斯突出的准备阶段，第 三阶段是煤与瓦斯突出的发生、发展阶段。突 出是含瓦斯煤体快速流变的结果，如果外加载 荷未达到屈服载荷时，流变具有衰减的特征， 将不会发生突出。
流变-突变理论的物质观
流变-突变理论承认世界的物质性和物质对意 识的根源性，认为世界的统一性在于它自身 的物质性。物质世界是相互联系并发展变化 的客观存在，流变-突变理论就是对客观物质 世界的反映。从“一切皆流，一切皆变”出发， 认识物质的具体形态、具体表现、具体关系。 科学的发展使人们对事物的量和质有了更深的 认识，看到量与质更为紧密的关系；使人的认 识没有停留在量的规定性与质的规定性的传统 理解上，认识到在质中不仅包含定性的质，而 且包含定量的质。物质世界具有质的多样性， 而多样性只能统一于物质。流变-突变理论是从 一个侧面描述了物质世界的多样性、运动性， 认为物质世界在不断流变中突变。
安全科学的流变-突变规律
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（一）安全流变—突变的基本概念
• 一切流变—突变现象离不开空间内物质的相互作 用。
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（三） 流变—突变理论的运动观
• 事物的属性是在流变—突变中显示出来的。 • 流变—突变是一事物向另一事物转变的流程。
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二、 安全流变—突变的基本特征
• “安全流变与突变”就是事物在发展过程中安全与 危险的矛盾运动过程。这一矛盾运动决定了各个 阶段的安全状态。下面以一些典型例子说明“安 全流变与突变”的基本特征。
所有对事物本身有影响的集合作。 • 安全内因：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。 • 安全能：由事物的状态决定，反映事物运动形态变化的可
• 3、安全科学的过程概念
• 1) 秩序——事物自身的组成、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
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• 安全损伤（e）：事物在内外因的作用下随时间的破坏量。 • 安全外因：影响事物安全程度的外部因素，指事物周围
• 当某一新事物诞生后的初期（OA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。
• 当新秩序发展到成熟阶段时（AB阶段），完善的新秩 序使损伤量匀速缓慢增加。
安全学原理知识点大全（西安科技大学李树刚）
安全学原理知识点⼤全（西安科技⼤学李树刚）安全学原理主讲：李树刚教授主要内容：第⼀章绪论第⼆章安全科学基础理论第三章安全观第四章安全认识论第五章安全⽅法论第六章安全⽣理和⼼理分析第七章安全社会原理第⼋章安全经济原理简介第⼀章绪论第⼀节概述⼀、安全的重要性⼀、安全的重要性⼀组数据：1、1984年1⽉19⽇，墨西哥城的天然⽓泄漏爆炸，导致452⼈死亡。
1984年19⽇，墨西哥城的天然⽓泄漏爆炸，导致452⼈死亡。
2、1984年12⽉3⽇，印度博帕尔毒物泄漏事故，导致2800多⼈死亡，1984年12⽉⽇，印度博帕尔毒物泄漏事故，导致2800多⼈死亡，12.5万⼈中毒。
12.5万⼈中毒。
3、2003年2⽉18⽇，韩国⼤邱市的地铁⽕灾，导致100多⼈死亡。
2003年18⽇，韩国⼤邱市的地铁⽕灾，导致100多⼈死亡。
4、2002年，烟台海难事故。
2002年，烟台海难事故。
5、2003年，四川井喷事故。
2003年，四川井喷事故。
6、⼀系列的煤矿事故等。
由此可见，安全的重要性，对⼈类本⾝来说，安全就是⽣命。
⼆、时代的安全观农业经济时代：基本的安全观⼯业经济时代：形成可各⾃较为系统的安全理论与技术。
现代社会：⼈类对安全的依赖⽐以往更加强烈，对安全的需要也将变得更为迫切。
三、⼴义安全⼴义安全：包括⼈⾃⾝的健康与卫⽣；⽣活；⽣产环境的舒适与优美。
四、安全学科⽬前存在的问题主要的表现在：1、揭⽰事物安全本质规律的研究尚不全⾯，理论研究2、对灾害事故进⾏准确的预测和有效的防治的基本技术和⽅法研究⽅⾯还未取得⼤的进展。
第⼆节安全的基本概念及特征⼀、安全⼯程的⼏个基本概念1、安全指标：事故损失的可承受⽔平。
2、本质安全化：安全达到本部门当代的基本要求说明两点：⼀是本质安全化的相对的，⼆⽣产是⼀个动态的过程。
3、重⼤危险源：⽣产，加⼯，搬运，使⽤或存储危险物质，其数量⼤于或等于国家规定的危险物质单元。
4、安全评价：对危险性的定量定性分析，确定其发⽣危险的可能性及其后果严重程度的评价，分为系统安全评价和随机安全评价。
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安全流变-突变换型的五个层次
• l）外界广义力区S • 一切外部对事物有影响作用的总称，它通过事
物内部而对事物起作用。 • 当对于同一事物外界变化范围不大时，可以认为
是相同的力作用，如研究人的寿命规律时，外部 环境较稳定，生理、心理变化不大，可以按定常 力作用下分析。
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• 3、安全科学的过程概念
• 1) 秩序——事物自身的组成、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
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• 安全损伤（e）：事物在内外因的作用下随时间的破坏量。 • 安全外因：影响事物安全程度的外部因素，指事物周围
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• 损伤的滞后效应：当作用于事物的能量对事物损 伤做功时，本质损伤不会立即出现，而产生一个 弹性前效；当对损伤做功的能量消失后，损伤不 会立即停止，而还要延迟一段时间，这两个时间 对安全预测很重要。
• 安全势：指事物从一状态向另一状态转化的能力 大小和趋势，是一种可能性的表述。
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• 2）可立即恢复损伤区
• 第一保护区，它由一个安全可逆元件构成，能 对外界作用立即形成反应，把作用能以可恢复损 伤的形式存储起来，一旦外界作用消失，对事物 的危险势也立即消失。
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• 3）可缓慢恢复损伤区
• 第二保护区，由安全阻尼和安全可逆两元件组 成，它的特点是对作用力不能立即引起应有的损 伤，有个时间滞后段，当外力消失后损失不能立 即恢复，而是经过一段时间缓慢回复到原始位置。
损伤加速度:
e 2 S2 2
e
xp k(2 2
t)e4
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在日常生活中，许多安全问题可以简化为两组元件的模型图， 即第二与第四组元件共同构成事物的安全流变-突变模型。 第一和第三组元件随时间变化关系比较稳定，可以认为是常 数，它们的图形见图1－15，从图中可以清晰地看出用第二 与第四组元件就可描述事物的流变状态。
• “突变” （Mutation）有彻底改变的意思，最初 是1968年Thom在《结构稳定性和形态发生学》 著作中提出的。表示事物发生了具有质的彻底改 变。
• 流变、突变综合起来形成了流变—突变理论，描 述了事物从诞生—发展—消亡的全部过程。
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（一） 流变—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。 • 物质世界在不断流变中突变。
• 2) 危险——事物的主体受损伤超过了某一限度的 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。
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（一）安全流变—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，
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三、安全流变—突变的基本理论
（一）安全流变—突变的基本概念 （二）安全流变—突变的理论模型 （三）安全流变—突变的数学模型
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（一）安全流变—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。
第五节 安全科学的流变—突变规律
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本节主要内容
一、流变—突变理论的背景知识 二、安全流变—突变的基本特征 三、安全流变—突变的基本理论 四、安全流变—突变理论的应用研究
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一、流变—突变理论的背景知识
• “流变” （Rheology）一词来源于古希腊，意即 万物皆流，万物皆变。
• 为反映永久损伤过程的系数，表征事物永久损
伤形成程度的系数；
• e N 为永久损伤。
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基本元件特征
• 3）安全摩擦件： f 3 =常数，用
表示。
• f 3 反映了事物抵抗外界影响的容度，当外界影响 小时，事物内部的系统不损伤，摩擦件对系统起
一个保护作用，相当于保护层；当外界影响大时， 摩擦件开始运动产生永久损伤。
• 安全潜力势：指事物达到安全最佳状态或理想状 态的能力大小和趋势
• 潜力损伤势：是指在事物的不断发展过程中，对 事物达到安全最佳状态的能力和趋势损伤程度的 反映。
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（二）安全流变—突变的理论模型
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• 1、物理模型：在对事物的 安全流变—突变 特征有了定性 认识的基础上,下面建立安全流变—突变的物理模型。
• 质量体在安全科学中的意义是安全的边界密度，当外界或 内部作用小时，质量体不运动，其他元件工作，系统只形 成大量的可恢复损伤和小部分永久损伤，系统的本质特征 不会受影响；当外界或内部作用大时，质量体开始滑动， 形成稳定的不可恢复的损伤，经过一段时间或一定的永久 损伤后，安全边界密度值降低，内部永久损伤形成加速之 势。
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基本元件特征
• 4）安全质量体：用 表示元件。 • 该元件可以想象为具有一定质量的物体，但它的质量
随损伤的增大而不断衰减。当外界的作用力大于初始摩擦 力时，质量体可以运动，并且服从牛顿阻力定律，由于质 量体质量不断减小，即使外界作用力不变，质量体的运动 也要呈现加速趋势。
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二、 安全流变—突变的基本特征
• “安全流变与突变”就是事物在发展过程中安全与 危险的矛盾运动过程。这一矛盾运动决定了各个 阶段的安全状态。下面以一些典型例子说明“安 全流变与突变”的基本特征。
（一）矿山灾害
（二）机械事故
（三）社会变革
（四）人的衰亡过程
（五）安全流变—突变论
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本章小结
1、安全科学的发展历程。 2、安全科学的哲学特征。 3、布尔代数、概率运算、可靠性在安全工程中的应
用。 4、安全的流变-突变规律，并应用其解释事故的灾害
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• 4）本质损伤区
• 事物内部不可修复的损伤区，由安全阻尼和摩 擦件组成。当传到本质区的作用力较小时，摩擦 件相当于一个保护事物的强度元件，抵抗外部的 作用力量，而不产生事物的本质损伤；当传到本 质区的作用力较大时，摩擦件消耗一部分外力， 把剩余的力作用于阻尼元件，形成本质损伤。
• 研究事物的流变—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 到安全流变—突变的基本规律，然后再考虑外在 因素的影响。
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事物“安全流变与突变”的全过程为：
• 当某一新事物诞生后的初期（OA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。
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（三） 社会变革或改革
纵轴表示矛盾的激化程度
OA 段 ： 新 秩 序 建 立 过 程 中矛盾逐渐缓和阶段
AB 段 ： 新 秩 序 建 立 后 矛 盾的稳定发展阶段
BC段：旧的管理体制阻 碍生产力发展后的矛盾 加剧阶段
C点：矛盾激化程度的突 变点。
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• 2、数学模型4.2020
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损伤： ek S 12 S k2[1 ex k p 2 2t)( ]S 3f3te4
损伤速度： e 2 S2exp k2 2t()S 3f3e4
所有对事物本身有影响的集合作。
• 安全内因：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。
• 安全能：由事物的状态决定，反映事物运动形态变化的可 能性，是事物安全质变和变形的公共度量。
• 安全熵：促使事物向负效应方向转变的量度。 • 安全功：是过程特征参量，反映事物状态变化的 • 度量。
OA 段 ： 人 体 进 入 工 作 环 境认识工作对象的过程
AB 段 ： 熟 悉 环 境 后 伤 亡 事故概率稳定增加阶段
BC段：一些客观导致危 险度增大阶段
C点：危险度的临界值
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（五）安全流变—突变论
• 综上所述，安全—危险这一矛盾运动贯穿于事物 存在的始终。并且受到内在因素和外在因素的制 约。
• 当新秩序发展到成熟阶段时（AB阶段），完善的新秩 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 向发展，进而使损伤量值开始加速增大（BC段）。
• 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 态（O点）。
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。
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（一）安全流变—突变的基本概念
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