О междисциплинарном подходе к оценке техногенной безопасности | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Извеков Ю. А., Рыбалко Е. В., Хрипунова С. С. О междисциплинарном подходе к оценке техногенной безопасности [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Краснодар, февраль 2017 г.). — Краснодар: Новация, 2017. — С. 66-67. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/229/11807/ (дата обращения: 17.08.2018).



В последнее время все чаще становится известно об авариях, катастрофах, террористических актах, различных инцидентах. Особое место в этом ряду принадлежит инцидентам техногенной направленности. Из ранее опубликованных работ [1, 3, 4] видно, что существенная доля приходится, в том числе, на грузоподъемное оборудование, а ущербы от таких аварий и катастроф могут быть сопоставимы с валовым внутренним продуктом региона, а в отдельных случаях, и страны в целом. Оценка техногенной безопасности представляет собой достаточно насущную и актуальную проблему. Эта проблема требует новых подходов.

Оценка техногенной безопасности может быть произведена новыми методами с позиций классической теории вероятности и математического анализа и набирающей обороты нелинейной динамики и теории катастроф.

В качестве объектов исследования выбраны несущие конструкции металлургических мостовых кранов (сталь-ковши, разливочные, заливочные).

В этом случае выходит на первый план задача оценки конструкционной безопасности, которая, в конечном итоге, будет влиять на все параметры технологического процесса, качества и безопасности.

Обобщающее условие анализа и управления безопасностью можно представить в форме

[3](1)

R(t) — риск — сочетание вероятностей Р(t) – возникновения аварий и катастроф и ущербов U(t) от них; nR — запас по рискам (nR ≥ 1); Rc(t) — критический риск; Z(t) — затраты, связанные с формирующимися рисками R(t); mZкоэффициент эффективности затрат (mZ ≥ 1).

Для выявления элементов или участков конструкции, которые определяют параметр Р(t), будем использовать метод преобразования вероятностей [2]. Определим закон распределения выходных параметров по известному закону распределения вероятностей входных параметров. Будем рассматривать следующие случайные величины, связанные функциональной зависимостью: уровень пластической (упругой) деформации и величина действующей нагрузки; статистические характеристики случайной величины У (выход) определяются как функции случайного аргумента Х (вход), если задан закон распределения Х, что позволит выявить больше характеристик процесса и позволит правильно определить контролируемый параметр.

Возвращаясь к исходным (входным) параметрам очень важно применять адекватные способы сравнения поведения математической модели и объекта. Здесь необходимо использовать функционалы от траектории, так называемых количественных характеристик хаоса. Важным здесь представляется вероятность обнаружения траектории в той или иной области — инвариантная мера динамической системы.

Несущая конструкция всегда подвержена равновесию, устойчивости и потере устойчивости — элементам, которые могут быть исследованы теорией катастроф. Для описания реальной конструкции вводим координаты системы которые будут представлять нагрузку, эксплуатационные дефекты и дефекты, возникающие при изготовлении элементов.

Для металлургических мостовых кранов основной причиной снижения несущей способности конструкции могут быть соответствующие динамические нагрузки. Такая система остается в локально устойчивом состоянии при нулевых и малых колебаниях до тех пор, пока кинетическая энергия не станет настолько большой, что система может перейти потенциальный барьер в другую равновесную конфигурацию.

Основная балка моста крана — конструкция, работающая на изгиб. Если малые нагрузки не вызывают деформации балки, то чрезмерные нагрузки могут привести к потере ею несущей способности — разрушению. Как определяющий параметр можно использовать критическую нагрузку. Равновесная форма такой балки при отсутствии нагрузки определится:

(2)

Вычисления ряда Фурье могут быть выполнены в бесконечномерном пространстве состояний, в котором переменными состояния являются его коэффициенты а. Дальнейшие рассуждения и расчеты приводят к выводу, что разрушение конструкции или потеря несущей способности происходят при превышении критической нагрузки.

Полученное теоретическое обоснование междисциплинарного подхода к оценке техногенной безопасности позволяет с известным уровнем допущения принципиально оценить риски, связанные с этим важным моментом конструкций.

Используя такие подходы, можно определить вероятность возникновения техногенных инцидентов и ущербов от них. По результатам дальнейших исследований можно провести расчеты и построить нормы рисков для определенного класса оборудования. Это позволит существенно влиять на обеспечение техногенной безопасности и управление ею.

Литература:

1. Бархоткин В. В., Извеков Ю. А., Миникаев С. Р. Обзор аварий на крановом оборудовании металлургических производств. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — Москва, РАЕ, 2013. — № 10–1. С. 9–11.

2. Бирюков М. П. Динамика и прогнозирующий расчет механических систем. // «Вышэйшая школа». — Минск, 1980. — 189 с: ил.

3. Извеков Ю. А. Анализ техногенной безопасности кранового хозяйства России. // Современные наукоемкие технологии. — Москва, РАЕ, 2012. — № 12. С. 18–19.

4. Извеков Ю. А. Прогнозирование надежности несущих конструкций кранов металлургических производств. Вопросы. Гипотезы. Ответы: Наука XXI века: Коллективная монография. — Краснодар, 2013. Книга 6, часть 3, глава 9. С. 189–211.

Основные термины (генерируются автоматически): техногенная безопасность, несущая способность, теория катастроф, критическая нагрузка.

Похожие статьи

Рациональная форма лёгких арочных конструкций

Вопросы. Гипотезы. техногенная безопасность, несущая способность, теория катастроф, критическая нагрузка. Подсистема проектирования одежды промышленного...

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

В строительной отрасли изучение проблемы безопасности привело к такому понятию, как живучесть конструкций.

Теория надежности тесно связана с теорией живучести, однако, последняя в

Для этого вводится функция живучести несущей конструкции мостового крана.

Методы оценки рисков в области техносферной безопасности

Ключевые слова: техносферная безопасность, методы оценки рисков, анализ рисков. При разработке проблем риска и обеспечении

– ошибок персонала и внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к основному событию (аварийной ситуации).

Оценка критического срока эксплуатации оборудования опасных...

Iova State University Press, 1953. 508 p. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир,1978. 430 с.

При этом снижение несущей способности в период эксплуатации конструкции условно. Здесь к S(tg) относятся любые воздействия: механические (нагрузка)...

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций

Для оценки надежности и долговечности в зависимости от напряжений вызываемых давлением, температурой, вибрациями и т. п., возможно применение модели «нагрузканесущая способность», основная идея которой заключается в том...

Существующие модели оценки остаточного ресурса конструкций...

В первом случае используется теория вероятности, которая учитывает временные характеристики случайных величин.

В этот момент несущая способность конструкций имеет максимальное значение. Для построения функции снижения несущей способности...

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Гляков М. Ю., Агеев С. М., Капустин Д. И. Применимость программного комплекса SCAD для расчета прогрессирующего разрушения каркасно-панельных одноэтажных зданий с учетом потери несущей способности отдельных конструктивных элементов [Текст]...

Актуальные задачи комплексного оценивания...

По данным исследований, проведенных ведущими специалистами РАН по анализу риска и проблемам безопасности, аварии и катастрофы в природно-техногенной сфере наносят прямой и косвенный ущерб национальной экономике в размере до 3-5% ВВП.

Оценка состояния потенциально опасных объектов

– анализа возможных признаков назревающей природной или техногенной катастрофы с учетом определения ограниченности методик качественной и количественной оценки безопасности и применения теории нечетких множеств для описания состояния...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Рациональная форма лёгких арочных конструкций

Вопросы. Гипотезы. техногенная безопасность, несущая способность, теория катастроф, критическая нагрузка. Подсистема проектирования одежды промышленного...

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

В строительной отрасли изучение проблемы безопасности привело к такому понятию, как живучесть конструкций.

Теория надежности тесно связана с теорией живучести, однако, последняя в

Для этого вводится функция живучести несущей конструкции мостового крана.

Методы оценки рисков в области техносферной безопасности

Ключевые слова: техносферная безопасность, методы оценки рисков, анализ рисков. При разработке проблем риска и обеспечении

– ошибок персонала и внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к основному событию (аварийной ситуации).

Оценка критического срока эксплуатации оборудования опасных...

Iova State University Press, 1953. 508 p. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир,1978. 430 с.

При этом снижение несущей способности в период эксплуатации конструкции условно. Здесь к S(tg) относятся любые воздействия: механические (нагрузка)...

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций

Для оценки надежности и долговечности в зависимости от напряжений вызываемых давлением, температурой, вибрациями и т. п., возможно применение модели «нагрузканесущая способность», основная идея которой заключается в том...

Существующие модели оценки остаточного ресурса конструкций...

В первом случае используется теория вероятности, которая учитывает временные характеристики случайных величин.

В этот момент несущая способность конструкций имеет максимальное значение. Для построения функции снижения несущей способности...

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Гляков М. Ю., Агеев С. М., Капустин Д. И. Применимость программного комплекса SCAD для расчета прогрессирующего разрушения каркасно-панельных одноэтажных зданий с учетом потери несущей способности отдельных конструктивных элементов [Текст]...

Актуальные задачи комплексного оценивания...

По данным исследований, проведенных ведущими специалистами РАН по анализу риска и проблемам безопасности, аварии и катастрофы в природно-техногенной сфере наносят прямой и косвенный ущерб национальной экономике в размере до 3-5% ВВП.

Оценка состояния потенциально опасных объектов

– анализа возможных признаков назревающей природной или техногенной катастрофы с учетом определения ограниченности методик качественной и количественной оценки безопасности и применения теории нечетких множеств для описания состояния...

Задать вопрос