Механические воздействия что это
Механические воздействия
Смотреть что такое «Механические воздействия» в других словарях:
Механические свойства — горных пород (a. mechanical properties of rocks; н. mechanische Eigenschaften der Gesteine; ф. proprietes mecaniques des roches; и. caracteristicas mecanicas de rocas, propiedades mecanicas de rocas) характеризуют изменения формы,… … Геологическая энциклопедия
механические ударные воздействия на приводной механизм при пуске электродвигателя — Параллельные тексты EN RU Reduced mechanical stresses eliminates hammer effect in pipelines, and lowers maintenance cost. [Delta Electronics] Уменьшение механических ударных воздействий на приводной механизм при пуске электродвигателя исключает… … Справочник технического переводчика
механические испытания — Испытания на воздействие механических факторов. Пояснение Перечисленные виды испытаний проводят для проверки работоспособности и (или) сохранения внешнего вида изделий в пределах, установленных НТД, в условиях и (или) после воздействия указанных… … Справочник технического переводчика
Механические асфиксии — в судебной медицине гипоксии, развивающиеся от механического воздействия на дыхательные пути. В практике правоохранительных органов М.а. имеют место при самоубийствах, убийствах и различных несчастных случаях. Различаются: а) странгуляционная … Энциклопедия права
механические сцепные устройства и их элементы — 2.1 механические сцепные устройства и их элементы (mechanical coupling devices and components): Все детали на раме несущих элементов кузова и ходовой части ТС, с помощью которых буксирующее и буксируемое ТС соединяют для использования их в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Механические асфиксии — в судебной медицине гипоксии, развивающиеся от механического воздействия на дыхательные пути. В практике правоохранительных органов М.а. имеют место при самоубийствах, убийствах и различных несчастных случаях. Различаются: а) странгуляционная… … Большой юридический словарь
НКУ с защитой от воздействия электрической дуги — комплектное устройство с защитой от электрической дуги низковольтное комплектное устройство с защитой от электрической дуги НКУ распределения и управления с защитой от электрической дуги [Интент] EN arc resistant switchgear A type of switchgear… … Справочник технического переводчика
Виды воздействия на человека в чрезвычайной ситуации — механические травмы (переломы, раны, вывихи, синдром длительного сдавления); радиационное воздействие (внешнее облучение, инкорпорация радионуклидов); термическое воздействие (ожоги и отморожения); психологическая травма; воздействие… … Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь
ГОСТ 23431-79: Древесина. Строение и физико-механические свойства. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23431 79: Древесина. Строение и физико механические свойства. Термины и определения оригинал документа: 31. Абсолютно сухая древесина E. Oven dry wood F. Bois sec absolu Древесина, высушенная до постоянной массы при температуре… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 51242-98: Конструкции защитные механические и электромеханические для дверных и оконных проемов. Технические требования и методы испытаний на устойчивость к разрушающим воздействиям — Терминология ГОСТ Р 51242 98: Конструкции защитные механические и электромеханические для дверных и оконных проемов. Технические требования и методы испытаний на устойчивость к разрушающим воздействиям оригинал документа: высокоскоростные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
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.
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 h
0,6 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 тела
Чем 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 отношение
растет
, 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.