【正文】 4）安全質(zhì)量體 安全可逆元件：類似于彈簧，在外界廣義力作用下，安全損傷變形遵循胡克定律。 胡克定律是力學(xué)基本定律之一，適用于一切固體材料彈性形變定律： 在彈性限度內(nèi)，物體的形變跟引起形變的外力成正比。當取消作用力時，物體恢復(fù)到原樣，形變消失。 故用此 元件用一彈簧來表示： 表示此時的安全損傷形變是可完全恢復(fù)的，借用胡克定律來表示作用力與形變的關(guān)系為： 式中 SH 為可修復(fù)損傷的廣義作用力； k 為表征事物可修復(fù)損傷過程的系數(shù)； eH 為可修復(fù)損傷。 HH keS 2? 事物在外界力作用下發(fā)生了不可恢復(fù)的安全損傷 永久損傷，此時可用安全阻尼元件來表示這一狀況。 安全阻尼元件用 表示，安全損傷速度與力成正比，即 144式所示： 式中： SN 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)； 為永久損傷量； 為損傷速度，是損傷量的一階導(dǎo)數(shù)。 NN eS ??2??Ne?安全摩擦件：用 表示。 事物具備一定的抗外界影響的能力，當外界影響較小時，這種能力對系統(tǒng)起一個保護作用，使事物內(nèi)部的系統(tǒng)不損傷，摩擦件作用相當于保護層； 但當外界影響較大，超出本身的抗外力能力時，摩擦件則將開始運動產(chǎn)生永久損傷。 事物抗外力能力通常是一個定常量，用 f3( =常數(shù) )表示，反映了事物抵抗外界影響的容度。 安全質(zhì)量體：用 表示元件。 將安全想象成一個可變質(zhì)量的物體，它的質(zhì)量隨損傷的增大而不斷衰減，當?shù)竭_事物壽命時，安全質(zhì)量變?yōu)?0。 當外界作用力大于初始摩擦力時，質(zhì)量體開始運動，服從牛頓運動定律，但由于質(zhì)量不斷減小，即使外界作用力不變，質(zhì)量體的運動也將呈現(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，當外界或內(nèi)部作用小時，質(zhì)量體不運動，其他元件工作，系統(tǒng)只形成可恢復(fù)損傷和小部分永久損傷，系統(tǒng)本質(zhì)特征不會受影響； 當外界或內(nèi)部作用大時，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。 2）安全流變 突變模型的五個層次 如圖 1－ 1圖 1－ 14所示。模型由四組元件組成，整 個系統(tǒng)可分為五個層次，每層功能和機理各不相同。從外向內(nèi)依次分為： （ 1）外界廣義損傷力區(qū) （ 2）可立即恢復(fù)損傷區(qū) （ 3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū) （ 4）安全本質(zhì)損傷區(qū) （ 5）安全本質(zhì)損傷加速區(qū)。 1）基本元件特征 有四個： （ 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 （ l）外界廣義力區(qū) S 有些事物或系統(tǒng)，一經(jīng)誕生，外部環(huán)境就會對事物產(chǎn)生各式各樣有形或無形的影響，如輻射和磁場等。影響力為 0的現(xiàn)象是不存在的。 不同事物所受的力不可能相同，有時是數(shù)量級的差別。 對同一事物而言，當外界環(huán)境變化不大時，可以按定常力作用來分析，如研究人的壽命規(guī)律時，外部環(huán)境較穩(wěn)定，生理、心理變化不大，可以認為作用力是恒定的 。 （ 2）可立即恢復(fù)損傷區(qū) 第一保護區(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，對事物的危險勢也立即消失。 為可恢復(fù)損傷系數(shù)， 越大儲存外界作用的能力越大。 1k1k2k（ 3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū) 第二保護區(qū)，由安全阻尼和安全可逆兩元件組成，它的特點是對作用力不能立即引起應(yīng)有的損傷，有個時間滯后段，當外力消失后損失不能立即恢復(fù)，而是經(jīng)過一段時間緩慢回復(fù)到原始位置。 、 共同組成自修復(fù)因子。 從安全學(xué)的觀點看，就是事物經(jīng)過自身緩慢調(diào)節(jié)修復(fù)能夠遠離危險，達到事物的安全狀態(tài)。對人的身體而言，就是得小病后，能通過生理系統(tǒng)的自我調(diào)理，又恢復(fù)如初的過程。對社會而言，社會上一度出現(xiàn)動蕩，經(jīng)多方采取措施還可恢復(fù)太平，所以出現(xiàn)的損傷不引起本質(zhì)特征的惡化。 2?2k 2）安全流變 突變模型的五個層次 如圖 1－ 1圖 1－ 14所示。模型由四組元件組成，整 個系統(tǒng)可分為五個層次，每層功能和機理各不相同。從外向內(nèi)依次分為： （ 1）外界廣義損傷力區(qū) （ 2）可立即恢復(fù)損傷區(qū) （ 3）可緩慢恢復(fù)損傷區(qū) （ 4）安全本質(zhì)損傷區(qū) （ 5）安全本質(zhì)損傷加速區(qū)。 1）基本元件特征 有四個： （ 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 3?、 （ 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。 當傳到本質(zhì)區(qū)的作用力較小時，摩擦件能夠抵抗外力，而不產(chǎn)生事物的本質(zhì)損傷； 當傳到本質(zhì)區(qū)的作用力較大時，摩擦件消耗一部分外力，把剩余的力作用于阻尼元件，形成一定的本質(zhì)損傷。 （ 5）本質(zhì)損傷加速區(qū) 由質(zhì)量體元件構(gòu)成，當外界作用力超過某一定值，就會引起內(nèi)部本質(zhì)損傷加速元件運動。質(zhì)量體的質(zhì)量隨時間不斷減小，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，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。 、 （三）安全流變 突變理論的數(shù)學(xué)模型 在前面所建立的物理模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)物理模型中組合元件的特性，可以地一步得出損傷量與作用力的數(shù)學(xué)關(guān)系式，即安全流變 突變的數(shù)學(xué)模型： （ 1）當 時，本質(zhì)損傷區(qū)、本質(zhì)損傷加速區(qū)內(nèi)沒有運動。損傷共有三個部分，可立即恢復(fù)損傷 eH1和可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)內(nèi)的 eH2和阻尼損傷 eN。 3fS?eH1和 eH2可由 P29， 143式直接給出： 121 kSe HH ? 可緩慢恢復(fù)損傷區(qū)內(nèi)的阻尼元件的損傷 eN 量可通過P29， 144式 與 143式聯(lián)立求解： NeS ??2? 推導(dǎo) 當有阻尼發(fā)生時，有 負號表示方向相反。 eekSS NH ??22 22 ????)。exp(。ln。22222222tkCeCtkedtkedekedtdeee??????????????????22kSe ?代入初始條件，即當 t=0時，阻尼損傷量為零，且 可求出 則阻尼損失為： 22 kSC ? )exp(2222tkkSe N ??? 將三部分損傷疊加，即 eH1+ eH2eN 可求出總損傷： 此時，只需在前面的基礎(chǔ)上再疊加一項損傷量，此量需先克服摩擦件阻力 f3，再用阻尼元件的關(guān)系式表示： NefS ?33 2 ??? tfSefSdtdeeNNN33332。2/ ?????????（ 2）當 34fSf ??時，本質(zhì)損傷區(qū)開始運動。 （ ）當 將此項與前面的損傷量疊加在一起，就可以得到總損傷，進一步可得到損傷速度及加速度。 當進入本質(zhì)損傷加速區(qū)時 ,即 Sf4時 第一章第 5節(jié)的基本要求 1. 掌握基本邏輯運算相關(guān)概念及運算法則、隨機事件與概率的相關(guān)概念、掌握獨立事件的概率計算。 2. 熟悉可靠性（度）、故障率、維修度、系統(tǒng)壽命過程及可維修系統(tǒng)的有效度等概念。掌握一般可修復(fù)系統(tǒng)與不可修復(fù)的系統(tǒng)（使用一次就報廢）的基本事件發(fā)生概率的計算。 。 17個安全流變 — 突變的基本概念。 突變物理模型的基本元件特征，熟悉物理模型及其數(shù)學(xué)模型，并能進一步進行模型的動力學(xué)分析。 演講完畢，謝謝觀看！