Что называют механическим воздействием

12.1. механические воздействия

12.1. механические воздействия

Механические воздействия со стороны окружающей среды сопровождают человека всю жизнь. Такие воздействия могут быть непрерывными (сила тяжести, атмосферное давление) или кратковременными (аварии, спортивные травмы, погружение в воду). Биомеханические проявления механического воздействия зависят от его продолжительности и интенсивности. Например, воздействие на голову силы величиной в десятки килоньютон приводит к разрушению костей свода черепа за доли миллисекунды. Если силу воздействия уменьшить на порядок, а время воздействия на порядок увеличить, то разрушение охватит большие области черепа. Дальнейшее снижение интенсивности и увеличение времени воздействия приведет к тому, что разрушение черепа не наступит, но возникнет перемещение мозга относительно черепа.

По характеру действия механические воздействия можно условно разделить на два вида: статические и динамические.

Телу (отдельным элементам) сообщаются малые ускорения, которые можно не учитывать

Телу (отдельным элементам) сообщаются большие ускорения, с которыми связаны значительные силы инерции

Длительные (регулярные) статические воздействия приводят к направленным изменениям в организме. К таким воздействиям можно отнести многие виды тренировок спортсменов. Так, регулярные нагрузки на определенные группы мышц приводят к увеличению их объема и силы (гантели, штанга, тренажеры). Упражнения на растяжку позволяют увеличить эластичность мышц и связок.

В то же время длительные статические нагрузки могут привести и к развитию заболеваний. Например, к искривлению позвоночника при неправильной осанке. Отметим также, что длительные статические нагрузки целенаправленно использовались для создания анатомических изменений, в соответствии с «местными» представлениями о красоте. Например, тугое пеленание ступней девочек в Китае для ограничения их роста.

Кратковременные статические нагрузки, приложенные в соответствующих направлениях, могут привести к серьезным травмам или летальному исходу. На этом основано действие болевых приемов.

Динамические кратковременные воздействия

Кратковременные динамические воздействия часто называют ударными. Они характеризуются высокой интенсивностью и малой длительностью. Например, воздействие на организм при катапультировании. Ударные воздействия сопровождаются значительным ускорением тела или его отдельных частей. Перегрузки, возникающие при ударных воздействиях, принято выражать отношением к ускорению свободного падения:

Учет направления действия ударных перегрузок

Ударные перегрузки классифицируются с учетом направления их действия. Виды перегрузок, их направления и наиболее опасные последствия показаны в табл. 12.1.

В некоторых процессах на человека могут действовать перегрузки различных направлений. В таблице 12.2 показаны перегрузки и их направления, возникающие на различных стадиях катапультирования.

Нормирование перегрузок производят путем подбора критериев переносимости. Такие критерии устанавливаются в ходе испытаний с участием добровольцев. Учитываются как субъективные ощущения испытуемых, так и результаты клинико-физиологических исследований. Пример результатов подобных исследований приведен на рис. 12.1. Здесь представлена зависимость допустимого уровня ударных перегрузок от времени действия. Видно, что чем больше время действия перегрузок, тем ниже их допустимый уровень. При этом безопасные уровни перегрузок продольного направления (рис. 12.1, а) значительно ниже, чем поперечного (рис. 12.1,6).

Характер повреждений при перегрузках

Из рис. 12.1, б (1—3) видно, что легче всего переносятся перегрузки в направлении «грудь—спина». Перегрузки бокового направления переносятся тяжелее, о чем говорит более низкий уровень границы добровольной переносимости (линия 4). При перегрузках, имеющих направление «таз — голова», внутренние органы смещаются в краниальном направлении, а позвоночник испытывает деформацию растяжения. Эти перегрузки переносятся хуже всего (рис. 12.1, а).

Перегрузки при катапультировании

Направление вектора перегрузки

2. Действие воздушного потока в момент выхода из кабины (подобное ударной волне в направлении «грудь — спина»)

3. Перегрузка торможения кресла в воздушном потоке после отделения от самолета

4. Перегрузка приземления

Рис. 12.1. Допустимые значения ударных перегрузок в зависимости от времени действия в направлении «таз — голова» (а) и «грудь — спина» (б):

1 — предел добровольной переносимости; 2 — выраженные

физиологические реакции; 3 — слабые физиологические реакции;

4 — предел добровольной переносимости в направлении «бок — бок»

Нагрузка на кости и связки в процессе приземления

Человек, который прыгает или падает с некоторой высоты и приземляется ногами на твердую поверхность, испытывает значительное воздействие на берцовые кости ног. Но наиболее уязвимы кости голени. Воздействующая сила будет максимальной в точке наименьшего поперечного сечения — прямо над лодыжкой. Кости голени сломаются в том случае, если сила давления превысит величину — 0,5-105 Н. Если прыгун приземлился на обе ноги, то максимальная сила, которой кости ног могут сопротивляться, удваивается до 105 Н. Эта сила соответствует примерно 130-кратному увеличению веса нормального человека (75 кг).

Опишем падение (прыжок) с высоты количественно. Сила, действующая на кости ног, равна:

где т — масса человека, а — среднее ускорение центра масс человека в процессе приземления.

Скорость v, которую имеет человек при падении с высоты H из состояния покоя, задается выражением:

Среднее ускорение, возникающее в процессе остановки тела, движущегося со скоростью v на пути h определяется из выражения:

Из соотношений (12.2) и (12.3) находим ускорение:

Следовательно, сила, действующая на тело при торможении, равна:

(12.4)

Важно, что эта сила зависит от параметра— отношения высоты падения к расстоянию, на котором происходит торможение тела до полной остановки. Выразим из соотношения (12.4) предельно допустимую высоту падения, при которой наступает перелом костей голени (F = 130·m·g):

а) Если человек будет приземляться на стопы обеих ног твердо, не сгибая коленей, то расстояние h будет примерно 1 см (деформация стоп). Тогда максимально допустимая высота падения Н будет равна

Таким образом, падение с относительно небольшой высоты 1,3 м при жестком приземлении может окончиться переломом костей голени.

б) Участок торможения можно сделать больше за счет сгиба ног в коленях во время приземления. В этом случае h0,6 м и по формуле (12.5) получим предельную высоту падения Н = 78 м. Полученное число непомерно велико. Причина этого заключается в том, что при сгибании ног в коленях возникает нагрузка на сухожилия и связки, которые способны выдерживать только 1/20 силы, ломающей кости (F6,5mg). Для этого значения формула (12.5) дает

Если человек приземлится не на твердую поверхность (например, в воду, мягкий снег, песок) то предельная высота падения будет больше.

Влияние сопротивления воздуха на скорость падения тел

На величину скорости падающего тела влияет не только высота падения, но и сила сопротивления воздуха. Так, для человека падение на землю с высоты третьего этажа всегда опасно. В то же время такое падение может быть безопасным для мелких животных. Причина этого состоит в следующем. На падающее тело действуют две силы: сила тяготения, пропорциональная массе тела, и противоположно ей направленная сила сопротивления воздуха, зависящая от размеров поперечного сечения предмета и его скорости.

Скорость падающего тела возрастает до тех пор, пока величина силы сопротивления не сравняется с силой тяжести. После чего падение станет равномерным. Максимальная скорость падения называется предельной скоростью и зависит от отношения площади поперечного сечения к весу телаЧем больше это отношение, тем меньше будет предельная скорость. Вес тела пропорционален кубу размеров (mg

l3), а площадь сечения пропорциональна квадрату размеров (S

l2). Поэтому при уменьшении размеров тела отношениерастет, а предельная скорость падения уменьшается.

Для падающих тел, не являющихся сферическими, площадь поперечного сечения зависит от ориентации тела относительно земли. Соответственно от ориентации тела зависит и предельная скорость падения. Этим пользуются парашютисты для изменения скорости в фазе свободного падения.

Предельная скорость падающего человека приблизительно равна 65 м/с в том случае, если он расправит руки и ноги так, как это делает парашютист. Если бы человек имел шарообразную форму, его предельная скорость возросла бы до 105 м/с. Максимальная скорость падения маленького насекомого равна нескольким метрам в секунду.

Если бы сила сопротивления воздуха не ограничивала скорость падения, то капли дождя, падающие с высоты 3000 м, достигали бы Земли на скорости 270 м/с. При этом дождь стал бы причиной невероятных повреждений.

Источник

Механическое воздействие

При механическом воздействии в результате действия кинетической энергии возникают разрушения или повреждения биологических организмов, материальных объектов, природных ландшафтов. Это наиболее распространенный вид воздействия при природных и техногенных бедствиях. Примерами поражающих факторов механического характера могут быть воздушная и гидродинамическая ударная волна и потоки, сейсмические толчки, воздействие масс породы и снега, падающих конструкций, разлетающихся осколков и т. п.

Тепловое воздействие

При тепловом воздействии происходят воспламенение, сгорание, обугливание, ожоги, удушение продуктами сгорания. Основные поражающие факторы при этом — пламя, высокие температуры и отравляющее действие продуктов сгорания.

Радиационное воздействие

Следствиями радиационного воздействия являются ионизация клеточных структур организмов, лучевая болезнь, другие, в том числе генетические изменения в тканях, радиоактивное загрязнение различных объектов и природной среды. Основной поражающий фактор при радиационном воздействии — ионизирующее излучение.

Химическое воздействие

Химическое воздействие вызывает отравление и ожоги организмов, заражение суши, воды и воздуха, различных материальных объектов, в том числе, продуктов питания, сельскохозяйственного сырья и фуража, а также долговременные нарушения в органах и системах организмов. Основным поражающим фактором при этом является отравляющее действие аварийно химически опасных веществ.

Классификация чрезвычайных ситуаций

По источникам возникновения чрезвычайные ситуации делятся на природные, техногенные и биолого-социальные.

По данным МЧС, в нашей стране ежегодно происходит 300- 350 стихийных бедствий и свыше 600 техногенных аварий. В последние годы количество и масштабы последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий становятся все более опасными для населения, окружающей среды и экономики страны.

Источник

Виды механических воздействий.

В процессе эксплуатации электронных схем, они подвергаются различными воздействиями. Наиболее распространённые воздействия:

· вибрация – знакопеременное воздействие механической силы, характеризуемое амплитудой, частотой и фазой. Различаются гармонические узкополосные и широкополосные вибрации;

· удары – характеризуются кратковременным воздействием механической силы и отличаются длительностью и амплитудой;

· линейные нагрузки – возникают при разгоне и торможении транспортных средств, изменении направления движения;

· акустический шум – распространяющиеся в газах, жидкостях и в материале конструкции упругие волны; они имеют пространственный характер, и также характеризуются интенсивностью и частотой;

· комплексные воздействия – комбинация из первых четырёх.

27. Реакция РЭС и их элементов на механические воздействия.

Восстанавливаемые отказы функционирования РЭС, к которым относят искажения или появление в полезном сигнале большого уровня шумов и паразитную модуляцию полезного сигнала; возникают из-за тензорезистивных эффектов, пьезоэлектрических и электромагнитных явлений элементов, обладающих способностью к проявлению подобных эффектов при знакопеременных и формационных нагрузках.

К этим элементам относятся тонкоплёночные резисторы на подложках микросхем, полупроводниковые приборы, а также обычные проводники, колеблющиеся в магнитных полях.

Невосстанавливаемые отказы, к которым приводят различного рода поломки и обрывы, окончательно выводят изделия из строя, и его функционирование не возобновляется после прекращения воздействия вибрации (разрывы дорожек печатного монтажа, разрушение паяных, сварных и клеевых соединений, обрывы выводов элементов).

Вибропрочность характеризует качество конструкции, т.е. способность противостоять разрушающему воздействию вибрации в нерабочем состоянии и продолжать нормально работать при включении после снятия вибрационных нагрузок.

Виброустойчивость – нормальное функционирование РЭС при механических воздействиях.

Наиболее типичные причины нарушения устойчивости работы РЭС при механических воздействиях:

— изменение параметров пассивных элементов (тонкоплёночные резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы)

— изменение параметров активных элементов

— появление шумовых напряжений в проводниках, колеблющихся в магнитных полях и т.д.

— защитные мероприятия: вязка проводов в жгуты, увеличение точек крепления конструкции.

28. Способы виброзащиты конструкций РЭС

— Вывод f­_н за пределы воздействия высоких частот.

— перевод частоты f₀ в более высокочастотную область за пределы воздействующих частот

Резонансное возбуждение колебаний защищаемого элемента происходить не будет. Подобное смещение можно достигнуть повышением жёсткости конструктивных элементов, либо повышение жёсткости конструкции.

· применение более жёстких материалов

· профилированные несущие элементы

· увеличение точек крепления

Резонанс – резкое возрастание амплитуды, установившихся вынужденных колебаний системы, когда частота внешнего воздействия на систему приближается к частоте её собственных колебаний.

Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 441; Нарушение авторского права страницы

Источник

механическое воздействие

Смотреть что такое «механическое воздействие» в других словарях:

механическое воздействие — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN mechanical action … Справочник технического переводчика

механическое воздействие — mechaninis poveikis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. mechanical action vok. mechanische Wirkung, f rus. механическое воздействие, n pranc. action mécanique, f … Radioelektronikos terminų žodynas

положительное механическое воздействие — [ГОСТ Р ИСО 12100 1:2007] 4.5 Применение принципа положительного механического воздействия одного элемента машины на другой Если один приводной механический элемент перемещает вместе с собой другой элемент в результате прямого контакта или через… … Справочник технического переводчика

предельное механическое воздействие — Предельная допустимая величина механического воздействия, при котором еще обеспечивается прочность или стойкость электровакуумного прибора … Политехнический терминологический толковый словарь

механическое загрязнение — Засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико химических последствий (например мусор). [ГОСТ 30772 2001] Тематики ресурсосбережение, обращение с отходами … Справочник технического переводчика

механическое загрязнение — 6.8 механическое загрязнение: Засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико химических последствий (например мусор). Источник: ГОСТ 30772 2001: Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Воздействие электротока на организм человека — ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. Протекая через тело человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела … Российская энциклопедия по охране труда

механическое напряжение — деформация напряженное состояние воздействие — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы деформациянапряженное состояниевоздействие EN… … Справочник технического переводчика

воздействие — 2.9 воздействие (impact): Результат нежелательного инцидента информационной безопасности. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Воздействие — ср. 1. Механическое действие, направленное на достижение определённого результата. 2. перен. Влияние, оказываемое кем либо или чем либо на кого либо или на что либо. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Механическое (кинетическое) поражение — поражающее воздействие на объекты кинетической энергией, приводящее к потере их способности к заданному функционированию (выполнению поставленных задач). Осуществляется движущимися предметами, давлением (напором) воды, воздуха, грунта, ударной … Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

Источник

Механическое воздействие

К механическому воздействию можно отнести трение, длительное давление, ушибы, порезы, расчесы. Потёртость — острая форма воспаления (дерматита) кожных покровов, которая возникает из-за действия механических факторов: продолжительного трения, сдавливания плохо подогнанной обувью, одеждой, ремнями и т. п. Чаще всего проявляется локализованными болезненными участками на коже ладоней после физической работы, на пальцах ног, в области пяток и лодыжек. Развитию потёртостей способствует повышенное потоотделение организма, оно часто сопровождается возникновением пузырей с прозрачным содержимым.

Если длительное механическое воздействие на кожу повторится, то оно может привести к хроническому заболеванию кожного покрова, характеризующемуся застойной гиперемией, инфильтрацией, гиперкератозом. Общее течение болезни может сопровождаться инфекционными осложнениями с возникновением фурункулов, абцессов и др.

Механические повреждения можно получить в результате ушиба, ранения, нанесения любым предметом – тупым, острым, огнестрельным и др. Любое механическое движение может ударить, толкнуть или оказать другое динамическое воздействие, поэтому первым шагом к защите от опасности является понимание этого.

Кроме основных источников механического воздействия есть и другие причины.

К ним можно отнести: скользкий пол, особенно если на полу разлито масло, вытекшее из оборудования; неустойчивое, колеблющееся основание, на котором стоит человек, выполняя ту или иную работу. Падение с высоты может привести к непоправимым последствиям; Передвигающийся в рабочей зоне технологический транспорт – вагонетки, погрузчики, электрокары; Попадание человека в зону действия промышленных роботов и манипуляторов.

Следствием механического воздействия является растяжение, сдавливание, ушиб, размозжение тканей, повреждение сосудов, повреждение нервных окончаний и др. Травматические повреждения могут быть как открытыми, так и закрытыми. При закрытых повреждениях целостность кожных покровов не нарушается, Открытые повреждения, понятно, имеют эти нарушения – рваные, резаные раны, открытые переломы костей и др. Характерным признаком травмы является болевое ощущение. В поврежденную поверхностную ткань вполне могут попасть микробы и вызвать воспалительный процесс в более глубоких тканях. Очень часто может возникнуть тяжелое состояние организма, если травматические повреждения значительны, например, ранение в живот, в грудь, повреждения конечностей. Это тяжелое состояние получило название травматического шока.

Химикаты проникают в организм при вдыхании, глотании или путем впитывания. При вдыхании химикаты могут вызвать воспаление верхних дыхательных путей и легких. Реакция организма может быть немедленной и острой. После вдыхания токсичное вещество быстро попадает из легких в кровь и с нею в мозг; именно по этой причине вдыхание некоторых химикатов является крайне опасным. Случаи заглатывания происходят при приеме пищи с попавшими в нее химикатами. После заглатывания токсичные химикаты переносятся из пищеварительной системы в кровь. Путем впитывания в организм обычно попадают жидкие химикаты. Впитывание происходит через кожу или слизистые оболочки, особенно в носу и горле, и может вызвать сыпь на коже и повреждение внутренних органов.

Химические вещества по характеру воздействия на организм человека подразделяются на:

— влияющие на репродуктивную функцию.

К веществам общетоксического (общеотравляющего) действия относятся ароматические углеводороды и их производные, тетраэтилсвинца, фосфорорганические вещества, хлорированные углеводороды и многие другие. Большой токсичностью обладают ртуть и ее органические соединения.

Раздражающим действием обладают кислоты, щелочи, а также хлор-, фтор-, серо-, и азотосодержащие соединения и др. Все эти вещества объединяет то, что при контакте с биологическими тканями они вызывают воспалительную реакцию, причем в первую очередь страдают органы дыхания, кожа и слизистые оболочки глаз.

К сенсибилизирующим относятся вещества, которые после относительно непродолжительного действия на организм вызывают в нем повышенную чувствительность к этому веществу. При последующем даже кратковременном контакте с этим веществом у человека возникают бурные реакции, чаще всего приводящие к кожным изменениям, астматическим явлениям, заболеваниям крови. Такими свойствами обладают соединения ртути, платина, альдегиды и др.

Канцерогенные вещества, попадая в организм человека, вызывают развитие злокачественных опухолей. Канцерогенной активностью обладают продукты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, пыль асбеста, многие углеводороды и др.

Мутагенные вещества влияют на генетические аппарат зародышевых клеток организма. Мутация приводит к гибели клеток или к их функциональным изменениям. Эти вещества также могут вызывать снижение общей сопротивляемости организма, раннее старение, а также другие тяжелые заболевания. Этими свойствами обладают этиленамин, уретан, органические перекиси, иприт, формальдегид и др.

К веществам, влияющим на репродуктивную функцию, относятся бензол и его производные, сероуглерод, свинец, сурьма, марганец, ядохимикаты, никотин, соединения ртути и др

Существуют и другие классификации вредных веществ по соответствующим критериям, например, по преимущественному действию на определенные органы и системы организма человека, по величине смертельной дозы и др.

В результате воздействия вредных химических веществ могут иметь место острые или хронические заболевания. Частым случаем заболевания являются отравления. Острые отравления возникают быстро при наличии относительно высоких концентраций вредных веществ. Хронические отравления развиваются медленно в результате накопления в организме токсических веществ (материальная кумуляция) или суммирования функциональных изменений, вызванных действием таких веществ (функциональная кумуляция).

Источник