Динамического стереотипа
В конце 1960-х — начале 1970-х годов большое внимание в И МАШ было уделено развитию линейной и нелинейной механики статического, циклического и динамического разрушения (чл.-кор. РАН Н.А. Махутов). При этом расчеты трещиностойкости машин стали базироваться на местных напряжениях аэ и деформациях еэ, на учете размеров дефектов I э , коэффициентов интенсивности напряжений К{ и деформаций К{е, температурных условий нагружения f3:
Примеры численных расчетов процессов деформирования КО с образованием ПЭ представлены на рис. 17.46-17.48. При этом расчет заряда, схематично показанного на рис. 17.46, диаметром 80мм с конической облицовкой с углом раствора 2а = 150° выполнен в работе [17.68] конечно-разностным методом без фиксированной привязки к координатной сетке. Здесь 1 — КО; 2 — ВВ; 3 — точка инициирования заряда ВВ; 4 — ПД; 5 — область динамического разрушения материала КО, определяемого по критерию р/ро < 0,9.
Реакция твердого тела на воздействие ударных волн, волн сжатия и разрежения зависит как от его термодинамического и механического состояния, так и от характера, интенсивности и продолжительности воздействия. При одних параметрах ударноволновых нагрузок происходит локальное разрушение (например, откол), а при других — тотальное множественное разрушение (например, фрагментация оболочек, множественный откол). Очевидно, что критические параметры интенсивности воздействия зависят как от характера воздействия (сжатие, растяжение), так и от исходного термодинамического и механического состояния твердого тела, его размеров и геометрии. Следовательно, способы и методы описания процессов высокоскоростной деформации и динамического разрушения могут отличаться от таковых при описании аналогичных квазистатических процессов.
Хотя цели и задачи изучения проблемы высокоскоростной деформации и динамического разрушения твердых тел для решения прикладных задач современной техники являются общими для различных разделов науки, однако основное содержание и методы этих исследований механиками и физиками различны. Основа физического метода заключается в изучении атомной структуры и элементарных процессов перестройки атомно-молекулярных структур, которые определяют уровни пластической деформации и разрушения твердых тел, причем учет времени протекания этих процессов позволяет рассмотреть их кинетику. В настоящее время развито несколько подходов к изучению проблемы разрушения в рамках физического метода: термодинамический, синергетический, фрактальный, фазовый, а также подход, основанный на методах теории протекания.
Третий подход, получивший название механики рассеянных повреждений, связан с описанием развивающихся с течением времени систем трещин через их изменяющиеся во времени характеристики: число трещин на единицу объема или поверхности, средний размер трещины, закон распределения трещин по размерам, распределение трещин по направлениям и т.д. Этот подход представляется наиболее перспективным при описании процессов разрушения при ударноволновом нагружении, вызывающем множественные разрушения твердых деформируемых тел различной геометрии. В то же время в некоторых случаях динамического разрушения могут применяться и первые два подхода, а также их сочетание (например, распространение магистральных трещин может описываться с помощью критериев механики разрушения, а процесс развития микроповреждений — с помощью моделей механики рассеянных повреждений).
5. Ударные волны в пористых средах Большое значение исследований ударной сжимаемости пористых твердых сред, имеющих пониженную плотность, впервые отметил Я. Б. Зельдович [19.76]. Последние обзорные отечественные работы в этой области, посвященные приложению моделей пористой среды к описанию динамического разрушения материалов и исследованию ударно-волнового сжатия пористых металлов, вошли в монографии [19.77] и [19.78].
При моделировании сравнительно простых и наиболее изученных процессов одномерного динамического разрушения в качестве меры поврежденности используется, как правило, какой-либо скалярный параметр [19.45], при достижении которым некоторого предельного значения происходит разрушение материала. Для более общих случаев нагружения мера поврежденности материала чаще всего ассоциируется с объемом микротрещин или микропор. Иногда в качестве меры поврежденности используют величину типа удельной диссипации энергии, или величину, изменяющую свое физическое содержание в зависимости от характера процесса деформации и разрушения, или величину, описываемую наиболее общим формальным понятием — тензором поврежденности Ильюшина П^у.
С практической точки зрения представление разрушаемой при ударноволно-вом нагружении среды в виде сплошной среды, содержащей растущие дефекты типа микропор и микротрещин, имеет весьма важное преимущество перед другими моделями динамического разрушения деформируемого тела: возможность экспериментальных измерений (после проведения опыта) меры поврежденности материала в состоянии неполного разрушения, что позволяет экспериментально устанавливать корреляционные или уточнять и подтверждать функциональные зависимости процесса разрушения от объема микропор и микротрещин в материале [19.79, 19.80].
экспериментальными данными и непригодна для применения в диапазоне малых долговечностей (?в < 10"1 с). Тем не менее структура функции долговечности Журкова может быть использована для описания процесса зарождения трещин отрыва, что и сделано при построении одной из наиболее известных моделей процесса динамического разрушения [19.79]. Эту модель иногда называют NAG-модель (аббревиатура происходит от слов Nucleation and Growth — зарождение и рост). Аналогичная микромеханическая модель, описывающая кинетику разрушения описана в [19.89] и [19.90].
Вообще говоря, уравнения (19.135)— (19.137) полностью описывают процесс накопления повреждений (зарождение и рост пор и микротрещин) и дают возможность моделировать процесс динамического разрушения отрывом при нестационарном деформировании упругопластической среды, характерном при нагружении взрывом и ударом. Формулировка некоторых дополнительных предположений может позволить описать также процесс дробления твердого тела с образованием отдельных множественных фрагментов. В то же время применение модели динамического разрушения, основанной на использовании уравнений NAG-модели (19.135)— (19.137) для расчета дробления металлических изделий, затруднено по двум основным причинам:
Таким образом, в прикладных задачах динамического разрушения возможно успешное применение упрощенных моделей кинетики накопления повреждений, причем формализованному описанию поддается даже заключительная стадия разрушения, на которой микроразрушения начинают влиять друг на друга и сливаться, образуя макроразрушения, что, строго говоря, влечет нарушение основных предпосылок механики пористых сплошных сред.
Среди негативных внешних условий, порождающих неправильные мотивы и действия, прежде всего следует отметить простои в работе. Их отрицательное влияние проявляется, во-первых, в том, что они вызывают нарушение динамического стереотипа у работающих, расстройство сложившихся ритма и «рабочей формы». После простоя работнику надо адаптироваться, пройти период врабатывания, а это всегда связано с увеличением вероятности ошибок. Во-вторых, простои вызывают последующую спешку в работе, предпринимаемую для того, чтобы наверстать упущенное из-за простоя время и выполнить план или норму. Отрицательное влияние простоев состоит еще в том, что должностные лица, чувствуя себя виновными в простоях, считают что они не имеют морального права требовать от рабочих при работе после простоя выполнения Правил безопасности, и поэтому «сквозь пальцы» смотрят на нарушения. Создается обстановка взаимного попустительства, люди привыкают работать с нарушениями.
Регламентированных перерывов на отдых внутри смены может быть несколько: два или три до обеда и три или четыре после обеда. Продолжительность каждого перерыва не более 10 мин; перерывы большей продолжительности нарушат сложившийся рабочий настрой и потребуют более длительного времени врабатывания. Общая продолжительность регламентированных перерывов за смену (исключая обеденный перерыв) должна составлять: для легких работ до 7,5 % продолжительности смены, для работ средней тяжести 10—15, для тяжелых работ 20—30 и для очень тяжелых 40—50%. Случайные {аварийные) простои не могут считаться отдыхом, так как они приводят к нарушению рабочего динамического стереотипа, вызывают отрицательные эмоции, а это, в свою очередь, повышает утомляемость. Нормальные технологические перерывы могут быть включены во время отдыха.
должен быть регламентированным, так как такой более эффективен, чем перерывы, возникающие нерегу-з, по усмотрению самих работающих. Кроме того, при можно создать лучшие условия для отдыха в специальных помещениях. Случайные простои из-за плохой организации труда и производства не могут считаться полноценным отдыхом, так как они приводят к нарушениям динамического стереотипа, вызывают отрицательные эмоции, а это в свою очередь повышает утомляемость.
Чем больше опыта у человека, тем менее утомительна для него работа. Выработка динамического стереотипа в процессе упражнения в значительной степени облегчает выполнение работы. Максимальные возможности человека в большой степени зависят от эмоциональной настройки — сложнейшего комплекса влияния на кору больших полушарий подкорки, вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Общеизвестны случаи, когда в момент эмоционального подъема человек совершает поступки, требующие колоссальных усилий.^
достаточное восстановление физиологических функций, при слишком длинных перерывах происходит нарушение рабочей установки, расстройство рабочего динамического стереотипа. Эти положения физиологии труда нашли широкое применение в практике. Так, из разработанных различными авторами 273 режимов в 258 (94%) продолжительность одного перерыва не превышала 10 мин. В большинстве случаев длительность перерыва составляла не менее 5 мин.
Процесс труда связан с очень сложной сонастройкой многих систем организма, объединяемых П. К. Анохиным в понятие функциональной системы. Другие авторы определяют этот процесс как становление динамического стереотипа (по И. П. Павлову), формирование рабочей доминанты (по А. А. Ухтомскому). Даже при условии, что динамический стереотип достаточно хорошо выработан, в процессе производственного опыта, каждый раз, когда человек начинает работу, необходимо время на его полное формирование, ибо он не закреплен анатомическими связями.
В начале работы одновременно с формированием динамического стереотипа, или рабочей доминанты, увеличиваются функциональные возможности организма человека (процесс врабатывания). Однако этот процесс, как показали наши исследования, заканчивается довольно быстро, а затем в организме начинает возникать утомление. На фоне развивающегося утомления отдельных систем организма идет дальнейшее формирование динамического стереотипа. Как показывают результаты исследований, приведенные на рис. 6—8, формирование это продолжается и после того, как утомление возникло (рост производительности труда на фоне развития утомления).
Следовательно, в этот период производительность труда является результирующей двух разнонаправленных процессов — формирования динамического стереотипа, или рабочей доминанты, и развития утомления.
Анализ полученных авторами многочисленных данных показывает, что в основе пригодности к той или иной профессиональной деятельности и успешного освоения профессии лежит соответствующее формирование функциональной системы, образование рабочего динамического стереотипа, обеспечивающих эту деятельность. Образование функциональной системы в процессе овладения той
Полирование сложнопрофильных деталей с жестко заданными допусками, таким образом, требует точно дозированных в соответствии с величиной припуска усилий, точности в направлении их применения и времени действия. Таким образом, основными требованиями, предъявляемыми профессией полировщика к организму работника, являются способность к воспроизведению точно дозированных усилий, направления и времени их действия. Несомненно, эти требования обусловили необходимость применения большого комплекса методик и исследования значительного количества физиологических функций, принимающих участие в формировании функциональной системы и рабочего динамического стереотипа.
Физиологический критерий пригодности есть лишь своеобразная частица рабочего динамического стереотипа, состоящая всегда из большего или меньшего комплекса физиологических показателей; у человека, начинающего осваивать профессию, — это частица будущего стереотипа, который должен выработаться и закрепиться в процессе обучения; в каждом конкретном случае трудового обучения проявляется физиологический процесс, определяющий успех обучения на данном его этапе.
 Читайте далее:
 Документами приказами
Документами указанными
Документом регламентирующим
Документов регламентирующих
Действующее оборудование
Должности приказами
Должностными инструкциями
Дополнениями утвержденными
Действующих промышленных предприятий
Дополнительные требования
Дополнительных источников
Дополнительными средствами
Дополнительным механическим
Дальнейшие исследования
Дополнительное сопротивление
|
