疲劳ppt课件

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机制：条件反射
赛前反应的大小：与比赛性质、运动员的比赛经验和心 理状态有关。 比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。 运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛 前反应增强。
（二）赛前状态的调整
不断变化训练环境，增加比赛经验，掌握身心调整方法， 提高心理素质，调整准备活动的内容、强度和节奏。
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2.“第二次呼吸”及产生的机理
概念：“极点”出现后，植物性神经与躯体神经系统机 能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综合症症状明 显减轻或消失，这时，人体的动作变得轻松有力，呼吸变 得均匀自如，这种机能变化过程和状态称为“第二次呼 吸”。
标志着进入工作状态阶段结束，开始进入稳定状态。
原因 ①运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加，乳 酸得到逐步清除； ②“极点”出现后，运动速度暂时下降，使运动时每分 需氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改 善，被破坏了的动力定型得到恢复。
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(三)生理“极点”与“第二次呼吸”
1.生理“极点”及产生原因
概念：在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动满 足不了运动器官的需要，出现一系列暂时性生理机能低 下综合症。如呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟 缓不协调、心率剧增，甚至不想再继续运动等症状，这 种机能状态称为“极点”。
原因：内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称， ①运动开始时供氧不足（氧亏）;②大量乳酸积累使 血液pH值朝酸性方向偏移。→大脑皮质运动动力定型 暂时遭到破坏。
2Байду номын сангаас
表现： 良好赛前状态：神经系统兴奋性适度提高、内脏器官 的惰性有所克服，呼吸循环系统预先得到提高，有利于 在正式运动开始时能尽快发挥工作能力和提高运动成绩。 不良赛前状态：神经系统兴奋性过高、体温升高及心 率加快、血压升高、肺通气量和吸氧量增加。如过度紧 张、出汗、尿频、喉咙发堵、四肢乏力、寝食不安、比 赛淡漠、厌训等。

第六章 疲劳研究
第三节、疲劳与工作效率
一、疲劳的一般规律
1．疲劳有积累的现象； 2．疲劳如果没有得到消除，可延续到下一天； 3．生理机能周期下降时产生的疲劳较重，上升时疲劳较轻； 4．同一劳动，对青年人产生的疲劳程度较轻，对年长者产生 的疲劳较重； 5．疲劳是可以消除的； 6．肌体疲劳比精神疲劳容易恢复； 7．人对疲劳有一定的适应能力； 8．工作留有余地可以减轻疲劳。
营养物名称
释放能量(卡)
炭水化合物
4.1
蛋白质
4.3
脂肪
9.4
第六章 疲劳研究
1、概念 能量代谢-----体内能量的产生和消耗
体内能量的主要作用 ： 第一、对外作功，可以进行各种体力劳动和运动； 第二、对内作功，可以保持体内血液循环、呼吸 和神经传导； 第三、维持体内温度计正常 。
体内代谢总能量 = 对外作功能量 + 体内直接和间接
劳动强度----是指劳动者所从事劳动的繁重、紧张
程度或密集程度
劳动强度的大小是以劳动者在一定时间内体力和智力 的支出量来衡量的。 劳动的繁重程度主要表现为体力消耗； 劳动的紧张程度主要表现为脑力消耗。 单位时间内劳动量消耗越多，表示劳动强度越高。
所谓劳动强度就是用能量代谢率所表示的人体生理 的负荷程度
具有下述两项或两项以下者，则为“黄灯”警告期；目前尚无担心。具 有下述3-5项者，则为一次“红灯”预报期，说明已经具备“过劳死” 的征兆。6项以上者，为二次“红灯”危险期，可定为“过劳死”的后 备军
第六章 疲劳研究
疲劳自觉症状项目调查表
A(身体症状)
B(精神症状)
C(神经感觉症状)
头沉
头脑不清头晕
休息开始时刻的确定

工作因素 昼夜节律 疲劳 非工作因素
睡眠/觉醒 时间
疲劳对人行为的影响
随着疲劳程度的增加，当事人起初情 绪降低、沟通贫乏，紧接着行动迟缓 且行为准确性下降，最后出现短暂小 睡症状。
情绪↓ 速度↓ 沟通↓ 精确性↓ 小睡↑ 完全休息 高度疲劳
疲劳的后果
个人
昏昏欲睡 增加事故的风险 胃部不适 情绪不稳定 主观能动性降低
问题？
Байду номын сангаас
团体/单位
社会
安全风险增加 公众安全风险增加 病假增加 增加医疗服务使用 员工流动增加 社会参与减少 生产率下降 士气下降
目前，国际航空界正在推广实施疲劳 风险管理系统（Fatigue Risk Management System，简称FRMS）用 以管理组织内部与疲劳有关的风险。
根据民航局的要求，东航正在进行安 全管理系统（SMS）的补充运行合格 审定工作，其中包括疲劳风险管理系 统（FRMS）中疲劳风险源的识别、分 析、控制以及政策和程序的制订、培 训等工作。
调整后的航班计划：
航段 航班号 起飞时间 落地时间 备注
去程
回程 去程 回程
MU545
MU546 MU543 MU544
16：05
0：55 23：55 10：10
20：50 休息时间
约为25小 06：00 时
05：00 休息时间
约为26小 15：00 时
飞行人员的疲劳管理措施
2、创造条件使飞行人员在休息时间内 获得充足的睡眠 —为早班任务的飞行人员提供机组公寓 —成立了职工服务中心，为员工提供生活
飞行人员的疲劳管理措施
调整前的航班计划：
航段 航班号 起飞时间 落地时间 备注
去程

疲劳sn曲线38由于疲劳试验时试验数据分散性较大因此从破坏几率和可靠性由于疲劳试验时试验数据分散性较大因此从破坏几率和可靠性考虑需要在每一应力水平下选一组试样测定每个试样的疲劳寿考虑需要在每一应力水平下选一组试样测定每个试样的疲劳寿命然后用概论统计方法将这些数据进行处理绘制不同破坏几率的命然后用概论统计方法将这些数据进行处理绘制不同破坏几率的一簇疲劳曲线称为一簇疲劳曲线称为ppssnn曲线

式中
f
a W


3
a W
1

2
1.99


a W
1

a W
21 2
2.15

3.93
a W
a
1
a
32



2.7
a W
2


W W
ASTM Standard Compact Tension (CT) Specimen
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二、疲劳损伤过程及机理
1. 疲劳过程
循环 滑移
裂纹 形核
微观裂纹 扩展
宏观裂纹 扩展
最终 断裂
裂纹萌生阶段
裂纹亚稳扩展阶段 失稳扩展阶段
Kt 应力集中系数
K 应力强度因子
KIC 断裂韧性
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2、疲劳裂纹萌生过程
2.1 滑移带开裂产生裂纹 金属在循环应力的作用下，即使其应力低于屈服应力，也会发生循环滑移并 形成循环滑移带。随着加载循环次数的增加，循环滑移带不断地加宽，由于 位错的塞积和交割作用，会在滑移带处形成微裂纹。
裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据：
KI KIC (KC )
Y a KIC (KC )

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五、突变理论
运动性疲劳是机 体内部许多生理、 生化变化在肌肉 活动中的综合反 映。
注：①单纯的能量消耗，不存在兴奋性下降时，会引起持续的 肌肉强直收缩；②突变的综合性疲劳--突然丧失兴奋活动的力 量；③能量消耗和兴奋性同时受损，但没有突变；④单纯的兴 奋性/活动性下降，没有能量消耗。
如剧烈运动时呼 吸表浅、胸闷、 通气量减少等。
心血管疲劳是指 运动引起的心血 管系统及其调节 机能下降而产生
的疲劳，
如运动后心输出 量减少、心率恢 复速度减慢、心 电图S-T段下降、
T波倒置等；
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骨骼肌疲劳是指 运动引起的骨骼 肌机能下降而产
生的疲劳
如力量训练引起 的肌肉酸痛、肌 肉僵硬以及肌力
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自我感觉 根本不费力 极其轻松
很轻松
轻松
稍费力
费力
很费力
极其费力 尽最大努力
五、测定运动中心率评定疲劳 基础心率是指清晨、清醒、起床前静息状态下的心率。
如果大运动量训练后，经过一昼夜恢复，基础心率较平时增加5～10次/分以 上，可认为疲劳尚未恢复，即有疲劳积累现象；如果连续几天持续增加，则 表明运动量过大，疲劳较深，应调整运动量。
肌内离子变 化
磷酸原 型 30
90以上 少 少
-
-
磷酸原-糖酵解 型 90 90 中 少
-
糖酵解 型
20~30 75~90 最多 6.6
少
糖酵解-有氧代谢 有氧代谢
型
型
30
不变
65
50
较多
少
6.6
少
75%~90%以 中
上
Ca2+下降

材料内部的微裂纹、孔洞和杂质等缺 陷，会在应力集中处引发应力集中， 导致疲劳裂纹的萌生和扩展。
微观组织
材料的微观组织结构，如相的组成和 分布，也会影响疲劳性能。例如，多 相合金的1 02
温度
温度对材料的疲劳性能有显著影响。在低温环境下，金属材料的疲劳强 度通常会提高；而在高温环境下，由于蠕变和氧化等作用，疲劳强度会 降低。
疲劳数据的处理与解释
数据整理
对实验数据进行整理，包 括应力、应变、寿命等数 据。
数据分析
对整理后的数据进行统计 分析，找出材料的疲劳规 律。
结果解释
根据数据分析结果，解释 材料的疲劳行为和机理。
疲劳寿命预测
经验公式法
利用已知材料的疲劳试验数据，建立经验公式来 预测其他条件下的疲劳寿命。
有限元分析法
由于温度循环或热冲击引起的 疲劳。
环境疲劳
由于腐蚀、氧化、辐射等因素 引起的疲劳。
疲劳的危害
01
02
03
结构安全
疲劳失效可能导致结构突 然断裂，从而造成严重事 故和人员伤亡。
经济损失
频繁的疲劳失效会导致设 备维修和更换成本的增加 ，影响生产效率和经济效 益。
社会影响
疲劳失效可能对公共安全 和基础设施造成威胁，如 桥梁、铁路、管道等。
应力均值
应力均值也会影响材料的疲劳寿 命，通常应力均值越高，疲劳寿 命越长。
应力循环特征
应力循环具有对称性和非对称性 两种特征，对称循环下材料的疲 劳寿命较长，而非对称循环下材 料的疲劳寿命较短。
材料的疲劳极限
疲劳极限的定义
01
材料在一定条件下抵抗疲劳的能力，即在一定的应力幅值和循
环次数下不发生疲劳断裂的最大应力值。

一疲劳曲线1对称循环疲劳曲线n曲线p96图531有水平段的疲劳曲线钢2无水平段的疲劳曲线有色金属不锈钢等三疲劳曲线和疲劳极限二疲劳极限1对称疲劳极限97循环载荷r1
第四章 疲劳试验
引言
材料构件在变动应力和应变的长期作用下， 由于累积损伤而引起的断裂的现象——疲劳。
疲劳属低应力循环延时断裂。 不产生明显的塑性变形，呈现突然的脆断。 ∴疲劳断裂是一种非常危险的断裂。 ∴工程中研究疲劳的规律、机理、力学性能指 标、影响因素等，就具有重要的意义。
（二）疲劳极限
1、对称疲劳极限 97 循环载荷，r=-1。 σ-1，τ-1，σ-1p（对称拉压）Leabharlann 2、不对称循环疲劳极限（σr）
利用已知的对称循环疲劳极限，用工程作图法求得各 种不对称循环疲劳极限。
或者采用回归的公式求得。 （1）应力幅σa~平均应力σm图
y轴上的边界点为0和σ-1 x轴上的边界点为0和σb
铜及轻合金：τ-1=0.55σ-1，铸铁τ-1=0.8σ-1 σ-1>σ-1p>τ-1
三、疲劳极限与静强度之间的关系
钢：σ-1p=0.23（σs+σb） σ-1=0.27（σs+σb）
铸铁：σ-1p=0.4σb σ-1=0.45σb
铝合金：σ-1p=σb/6 +7.5(MPa) σ-1p=σb/6 -7.5(MPa)
第二节 疲劳抗力指标及其测定
一、疲劳极限的测定
第一步 采用升降法测定条件疲劳极限， 第二步 用成组法测定σ一N曲线有限寿命段上各 点的数据， 第三步 绘制σ一N曲线。
二、不同应力状态下的疲劳极限 根据大量的实验结果，弯曲与拉压、扭转疲劳
极限之间的关系： 钢：σ-1p=0.85σ-1，铸铁σ-1p=0.65σ-1

疲劳强度的分类
01
02
03
按载荷类型
分为弯曲疲劳、扭转疲劳 、拉压疲劳、复合疲劳等 。
按应力循环特性
分为高循环疲劳和低循环 疲劳。
按环境条件
分为干态疲劳和湿态疲劳 、高温疲劳和低温疲劳等 。
02
疲劳强度的影响因素
材料性质
金属材料
金属材料的疲劳强度与其内部结构、 晶粒大小、杂质含量等因素有关。一 般来说，晶粒越细小、杂质越少，金 属的疲劳强度越高。
损伤容限设计法
断裂力学设计法
通过控制裂纹扩展速率，合理选择检查和 维修周期，以实现疲劳寿命的延长。
利用断裂力学原理，分析裂纹的形成和扩 展规律，对零件或结构进行疲劳强度设计 ，提高设计的可靠性。
疲劳强度设计流程
载荷分析
分析零件或结构在工作过程中所承受 的载荷，包括静态载荷和动态载荷。
02
材料性能测试
非金属材料
对于非金属材料，如塑料、橡胶等， 其疲劳强度主要受材料本身的化学键 、分子结构、温度等因素影响。
应力水平
高应力水平
在较高的应力水平下，材料更容 易发生疲劳断裂，因为高应力使 得材料内部的裂纹扩展更快。
低应力水平
在较低的应力水平下，材料的疲 劳强度通常较高，因为低应力使 得裂纹扩展的速度减缓。
评估材料的疲劳强度和寿命。
结果分析应采用适当的统计方法 和技术，以得出可靠的结论。
以上内容仅供参考，具体内容可 以根据您的需求进行调整优化。
04
疲劳强度设计应用
疲劳强度设计原则
安全系数法
概率疲劳设计法
根据材料疲劳强度安全系数和应力集中系 数，确定零件或结构的疲劳强度安全系数 ，确保安全可靠性。

与IIW的寿命计算公式本质完全相同，可以互换。 （2）均提供了大量的极有价值的接头数据库，与我国TB相比
，“价值连城”。 （3）可操作性强，不仅有理论，亦有技术，不仅有数据，亦
有工艺要求，只要被评估对象的接头型式落入它们提供的数据库 之中，其寿命评估就是科学的有价值的。
（4）AAR/BS/IIW尤其适合焊接结构的疲劳寿命预测与评估 。
（5）根据该点所在焊接接头类型细节及承载方向，在IIW中选
择对应的用于建立S-N曲线的疲劳级别（FAT）及相关参数;
（6）根据损伤比计算公式，计算损伤比累计；
（7）根据载荷谱或动应力谱所对应的里程数，由Minner公式
求出寿命（里程）；
大连交通大学
6 AAR/BS/IIW标准的个性与共性讨论
6.1共性归纳 （1）Minner损伤累积是AAR/BS/IIW的理论基础，其中BS
大连交通大学
4 基于英国标准（BS7608:1993）的疲劳寿命预测
4.1 算法原理简述
（1）计算损伤比 损伤比
损伤比
n N
n 107
( Sr )m S0
n N
n 107
(Sr S0
)(m2)
（Sr>So） （Sr≤So）
式中， n为被评估点应力幅Sr发生的次数； So为该评估点所在接头的S-N曲线拐点。 m为S-N曲线斜率。
焊接接头是机车车辆焊接结构的寿命薄弱环节。当结构承受较 低水平动应力（该应力水平远低于静强度应力水平）时，它们将 首先疲劳破坏。在另外考虑材料因素、热影响区的前提下，焊接 接头疲劳破坏的主要原因是局部应力集中：
➢结构设计不合理导致应力集中; ➢接头型式导致应力集中; ➢焊接缺陷导致应力集中：裂纹、未焊透、未熔合、咬边、气孔 、夹渣; ➢焊接残余应力加剧应力集中.

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突变理论
该理论认为：疲劳时在能量物质和兴奋性不断 丧失的过程中，存在一个急剧下降的突变峰， 使兴奋性突然崩溃，这可避免能量储备进一步 下降而产生破坏性的变化
特点：将疲劳看成是多种因素的综合体现 把运动时细胞内能量物质的消耗、肌肉力量下
降、肌肉兴奋性和活动性改变等综合起来，当 这些因素变化达到一定程度时以保护机体免于 衰竭，以疲劳的形式表现出来
运动性疲劳
1
运动性疲劳的分类 运动性疲劳的机制 运动性疲劳的判断 运动性疲劳的消除
2
疲劳的概念
疲劳：机体生理过程不能持续其机 能在一特定水平和/或不能维持ห้องสมุดไป่ตู้ 定的运动强度。（1982年第五届国 际运动生物化学会议）
3
疲劳定义特点
把疲劳时体内组织 和器官的机能水平 和运动能力结合起 来评定疲劳的发生 和程度
脑内氨的含量增加与疲劳的发生也有一定的联 系
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水盐代谢紊乱
运动脱水，引起 细胞内外水平衡、 电解质平衡出现 紊乱，导致细胞 兴奋性改变，代 谢能力下降。
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保护性抑制
运动过程中，组织器官能量物质大量消 耗，传导神经兴奋性的神经递质消耗， 为保护机体进一步衰竭而带来不利影响， 大脑皮层兴奋性下降，引起疲劳。
主要表现为注意力不集中、记忆力减退、 思维反应迟钝
行为表现为动作迟缓、操作不灵敏、准 确性下降、动作的协调性降低等
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按身体整体和局部划分
整体（全身性）疲劳：从事 全身运动使身体各器官机能 下降而导致的疲劳。全身各 器官和肌群参与运动。
局部疲劳：身体某一部分进 行运动使该局部器官机能下 降而导致疲劳。局部肌群参 与运动。
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疲劳自觉症状测定表
A 全身症状 1. 头沉 2. 头痛 3. 全身懒倦 4. 身体某处无力 5. 肩发酸 6. 呼吸困难, 气短 7. 腿无力 8. 没有唾液,口干 9. 打哈欠

• 注意力集中困难 • 反应时间慢 • 迟钝，思考不清醒 • 速度控制不稳定
• 操纵方向马马虎虎
• 睡着了
睡觉－生死攸关
睡眠损失的原因还包括:
- 较长的工作时间
- 长的通勤交换时间 - 家庭/社会生活承诺
睡眠损失的影响会积累的 通常需要连续2夜的好睡眠 来恢复

生物钟
最小的警觉度 能力差（精神及体力)
• 可以扰乱睡眠或在白天增加瞌睡 • 如果有问题，咨询医生
THANK
YOU
SUCCESS
2019/4/16
疲惫的荒诞说法
“冷空气可以使我们保持清醒”
事实是: 在您脸上的冷空气不能使您保持清醒 听收音机, 嚼口香糖， 伸展腿，变换姿势

“以前我有过这种疲惫，我可以应付”
•
较长的工作时间长的通勤交换时间家庭社会生活承诺通常需要连续2夜的好睡眠来恢复能力差精神及体力清晨最大警15酒精药物与睡觉酒精导致提早出现倦意之后导致提早醒来打扰睡觉习惯导致兴奋延迟睡眠时间导致睡眠不足安眠药在医生的监督下服持续最短时间的最小剂量其它药物172020728imagethankyousuccess20冷空气可以使我们保持清醒21以前我有过这种疲惫我可以应付决心不能阻止您入睡你将不受控制的不可避免的落入昏睡状态23公司责任责任健康与安全工作负荷休息倒班每个班多少小时工作类型工作组织长途出车安排工作预知性支付系统驾驶适应性睡觉不单单休息身体健康状况药物治疗情况工作范围外的生活家庭与朋友远途往返生活标准24我们大家一起努力将解决这些问题当当您需要咖啡因时用它来提神您需要咖啡因时用它来提神大概大概2020分钟就起作用分钟就起作用当当您已经有警醒时不要使用它您已经有警醒时不要使用它避免避免在睡觉前喝咖啡因在睡觉前喝咖啡因不要不要脱水脱水也也要喝水要喝水作用作用可以持续长时间要知道自己的极限可以持续长时间要知道自己的极限26健康的生活方式均衡的饮食睡前不要过饱或过饥睡前不要喝咖啡或饮酒放松睡前洗个热水澡有规律的锻炼但不要在睡前时间27快到家的几分钟