Закономерности в композитах с позиций системного анализа | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (69) июль-1 2014 г.

Дата публикации: 29.06.2014

Статья просмотрена: 19 раз

Библиографическое описание:

Сорокин Д. С., Данилов А. М. Закономерности в композитах с позиций системного анализа // Молодой ученый. — 2014. — №10. — С. 206-208. — URL https://moluch.ru/archive/69/11911/ (дата обращения: 25.09.2018).

При исследовании системзакономерностью называют часто наблюдаемое, типичное свойство (связь или зависимость), присущее многим объектам, процессам и явлениям, устанавливаемое опытом (процессы формирования физико-механических характеристик, рис.1; зависимость управляющих воздействий оператора эргатической системы от параметров информационных полей).

Выявление закономерностей позволяет в значительной степени облегчить перенос знаний об основных процессах, происходящих в сложных системах, из одной области в другую, независимо от их природы.

Универсальные закономерности в синергетике сложных нелинейных неравновесных открытых систем позволяют при определенных условиях переносить знания о механизмах бифуркации, деградации, самоорганизации и т. п. с одних систем на другие.

Универсальные закономерности помогают определять заранее, в каком направлении и в каких пределах может происходить развитие систем и в каких пределах и направлениях исключается их совершенствование. Универсальные системные закономерности определяют ограничения по управлению сложными открытыми системами различной природы аналогично тому, как известные универсальные законы термодинамики предопределяют рост энтропии, деградации и хаоса для закрытых систем, а рост негэнтропии предопределяет процесс организации и самоорганизации открытых систем.

Условия самоорганизации или дезорганизации открытых систем определяются на основе общесистемной закономерности возрастания и убывания энтропии. Для стабилизации открытых систем необходимо рационально управлять энтропийными процессами в системах, в том числе точкой энтропийного равновесия, или критическим уровнем организации систем, амплитудой и частотой энтропийных колебаний, отводом излишней энтропии из системы во вне и т. п.

Из энтропийной закономерности вытекает важное следствие — зависимость потенциала системы от степени ее организованности или характера взаимодействия структурных элементов системы. Исходя из нее, можно определить зависимость потенциала системы от потенциала структурных элементов для хорошо, плохо и нейтрально организованной системы, что позволяет выработать рекомендации по рациональной организации и управлению системой.

Рис. 1. Алгоритм синтеза композиционного материала

Наконец отметим, среди различных теорий систем в настоящее время еще не существует универсальной, пригодной для различных практических приложений. Это относится и к обшей теории систем Ю. А. Урманцева с ее высокой абстракцией (само определение системы включает более двух десятков признаков-атрибутов) и поэтому трудно приложимой к практическому решению системных зада.

Отметим главные признаки-атрибуты:

-       целостность;

-       интегративность;

-       целостное свойство больше суммы свойств составных элементов;

-       наличие двух и более совокупностей составных элементов, их взаимосвязей и отношений;

-       наличие обмена информацией, энергией или веществом с другими системами или окружающей средой.

Что касается композиционных материалов, то признаки-атрибуты подробно рассматриваются в [1…3].

В соответствии с распространенной мировоззренческой позиции мир устроен целостно и неделимо. Разделение мира на отдельные составные части — его структурирование чисто условное и делается исследователем ради достижения определенных целей, решения определенных задач. Во многих случаях структурирование привычно и общепринято.

Существование системы определяется некоторыми основными определяющими ее параметрами. Их сохранение поддерживает существование самой системы и определяет еегомеостаз. Системный (общий) гомеостаз обеспечивает сохранение интегративного качества, а частный — конкретной компоненты. Влияние изменения системных параметров на систему неодинаково и, в частности, зависит от диапазона изменения. Пока значение системообразующего параметра X не выходит за пределы области () сохраняется интегративное качество системы. Выход X за пределы области частичного гомеостаза () ведет к переходу системы в новое качественное состояние без разрушения системы. С выходом параметра X за пределы области системного гомеостаза () система утрачивает интегративное качество и перестает существовать. Области  и соответствуют частичному системному гомеостазу. Приближение интегративных параметров системы к предельно допустимым порождает системный кризис с непредсказуемыми последствиями и когда дальнейшее существование системы оказывается под вопросом. Система вступает в зону бифуркации. Под влиянием внутренних или внешних флуктуаций она либо вернется в нормальное состояние, либо перейдет в другие, приобретая новое качество (например, больной острым воспалением легких (зона бифуркации), либо выздоравливает, либо болезнь приобретает хроническую форму, либо он умирает).

Объект, как правило, изучается с разных точек зрения и с применением различных формализованных количественных или хотя бы концептуальных моделей при необходимых уточнениях и структурированиях сложного объекта (предварительно выделяются элементы, подсистемы, системы и надсистемы, рис.1). При структурном исследовании строительных материалов предметом являются строение, фазовый состав, связи, топология и т. п.; при функциональном — динамические характеристики (кинетические процессы сорбции агрессивных сред, разрушения материала и др.), стойкость в эксплуатационной среде, экономическая эффективность (что при неизменной структуре системы зависит от свойств ее элементов и их отношений).

Приложения указанного подхода достаточно полно приводятся в [4…7].

Литература:

1.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Королев Е.В Строительные материалы как системы / Строительные материалы. — 2006. –№ 7. — С.55–58

2.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Королев Е. В. Когнитивное моделирование при синтезе композиционных материалов как сложных систем / Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 3–4. С. 30–37.

3.                  Преодоление неопределенностей целей в задачах многокритериальной оптимизации на примере разработки сверхтяжелых бетонов для защиты от радиации / Строительные материалы. — 2006. -№ 8. — С.23–26.

4.                  Данилов А. М., Гарькина И. А. Современная общая методология идентификации систем: Моделирование свойств материалов / Региональная архитектура и строительство. — 2010. № 1 (8). С.11–14.

5.                  Данилов А. М., Гарькина И. А. Приложение метода ПАТТЕРН к конструированию композиционных материалов / Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова2011. –№ 1.–С.46–51.

6.                  Данилов А. М., Гарькина И. А. Сложные системы модульной структуры: композиты, автономные исследования сепаратных подсистем / Известия КазГАСУ. 2011. № 1(15). — С.152–156.

7.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Махонин А. С. Основные принципы проектирования сложных технических систем в приложениях/Молодой ученый. –2013. –№ 5. –С. 42–45.

Основные термины (генерируются автоматически): система, предел области, зависимость потенциала системы, зона бифуркации, элемент.


Похожие статьи

Основные принципы построения механизма формирования...

Это происходит в определённый момент, трактуемый авторами теории изменений как «точка бифуркации» инвестиционного потенциала.

Диалектическая система принципов механизма формирования инвестиционного потенциала.

Применение кода Фибоначчи в динамике фрактальных систем

Первый - логически обосновать важную роль числа Фибоначчи в математике и различных областях человеческой деятельности.

при сколь угодно малом значении за конечное число шагов выводит систему из равновесия и приводит к бифуркации (рис. 1).

Система управления устойчивым развитием градообразующих...

Суть системного подхода — при решении любой возникающей проблемы необходимо определить границы системы, ее состав, системные свойства, взаимосвязи между ее элементами. В зависимости от анализируемых аспектов деятельности объекта, границы...

Факторы устойчивости региональной экономической системы...

Региональная экономическая система (РЭС) - это система сложных взаимосвязей различных элементов, подсистем, институтов, отраслей и

Рис. 2. Факторы устойчивости региональной экономической системы. Исследуя экономическую систему Калининградской области с точки...

Проектирование и оптимизация свойств материалов как систем

Интегративное качество системы сохраняется пока значение системообразующего параметра не выходит за пределы заданной

При приближении интегративных параметров системы к предельно допустимым наступает системный кризис (система вступает в зону бифуркации).

Обоснование варианта подачи резервного энергоснабжения для...

Ранжирование элементов технологических систем проводится по их вкладу в риск.

Разветвление горизонтальной линии в пределах какой-либо ячейки таблицы означает либо осуществление (верхняя ветвь), или неосуществления (нижняя ветвь) события указанного в...

Применение нелинейного элемента для модификации структуры...

Абсцисса точки фокуса в данном случае зависит от коэффициента передачи системы для частоты и равна для моделируемой системы : Рис. 5. Зона коммутации ключа «Switch». При переводе ключа «Manual Switch» в нижнее (по схеме) положение подключается схема контроля...

Особые экономические зоны как ключевой инструмент развития...

По мнению Т. Хегерстранда, скорость и направление диффузии нововведений зависят от инновационного потенциала и от пропускной

Подчеркнем, что с точки зрения данного свойства большое значение имеет соблюдение интересов всех элементов системы ОЭЗ, что...

Теория адсорбции атомов на некристаллических подложках

Будем для простоты считать, что матричный элемент не зависит от квазиволнового вектора и равен .

Тогда в области потолка валентной зоны, где выполняется неравенство , имеем.

Помещая химический потенциал в центр щели и заменяя в (37) нижний предел...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Основные принципы построения механизма формирования...

Это происходит в определённый момент, трактуемый авторами теории изменений как «точка бифуркации» инвестиционного потенциала.

Диалектическая система принципов механизма формирования инвестиционного потенциала.

Применение кода Фибоначчи в динамике фрактальных систем

Первый - логически обосновать важную роль числа Фибоначчи в математике и различных областях человеческой деятельности.

при сколь угодно малом значении за конечное число шагов выводит систему из равновесия и приводит к бифуркации (рис. 1).

Система управления устойчивым развитием градообразующих...

Суть системного подхода — при решении любой возникающей проблемы необходимо определить границы системы, ее состав, системные свойства, взаимосвязи между ее элементами. В зависимости от анализируемых аспектов деятельности объекта, границы...

Факторы устойчивости региональной экономической системы...

Региональная экономическая система (РЭС) - это система сложных взаимосвязей различных элементов, подсистем, институтов, отраслей и

Рис. 2. Факторы устойчивости региональной экономической системы. Исследуя экономическую систему Калининградской области с точки...

Проектирование и оптимизация свойств материалов как систем

Интегративное качество системы сохраняется пока значение системообразующего параметра не выходит за пределы заданной

При приближении интегративных параметров системы к предельно допустимым наступает системный кризис (система вступает в зону бифуркации).

Обоснование варианта подачи резервного энергоснабжения для...

Ранжирование элементов технологических систем проводится по их вкладу в риск.

Разветвление горизонтальной линии в пределах какой-либо ячейки таблицы означает либо осуществление (верхняя ветвь), или неосуществления (нижняя ветвь) события указанного в...

Применение нелинейного элемента для модификации структуры...

Абсцисса точки фокуса в данном случае зависит от коэффициента передачи системы для частоты и равна для моделируемой системы : Рис. 5. Зона коммутации ключа «Switch». При переводе ключа «Manual Switch» в нижнее (по схеме) положение подключается схема контроля...

Особые экономические зоны как ключевой инструмент развития...

По мнению Т. Хегерстранда, скорость и направление диффузии нововведений зависят от инновационного потенциала и от пропускной

Подчеркнем, что с точки зрения данного свойства большое значение имеет соблюдение интересов всех элементов системы ОЭЗ, что...

Теория адсорбции атомов на некристаллических подложках

Будем для простоты считать, что матричный элемент не зависит от квазиволнового вектора и равен .

Тогда в области потолка валентной зоны, где выполняется неравенство , имеем.

Помещая химический потенциал в центр щели и заменяя в (37) нижний предел...

Задать вопрос