А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Следовательно, он должен быть не прямым, а изогнутым в пространстве. Можно также сделать их одинаковыми, но изменить форму и размеры сечения одного из них. Ресурс пространства можно использовать в виде двух приемов: 1) проанализировать форму объекта, посмотреть нельзя ли ее изменить, чтобы получить нужное свойство; 2) проанализировать взаимное расположение объектов; наклонить, повернуть, поменять их местами, использовать пустое пространство, расположить один объект внутри другого (принцип матрешки), проверить, рационально ли используется пространство.

Например, для зашиты емкостей с водой от разрыва при замораживании в них вводят эластичные вставки (камеры), заполненные воздухом — резиновый или пластмассовый шланг, мяч и т. п. Эластичная вставка принимает на себя давление расширяющейся при замерзании воды; вставка сжимается, деформируется, и давление в емкости повышается незначительно. Пример 6.21. Измерение давления сварочной дуги. Для измерения давления сварочной дуги ее зажигали на специальных весах (рис. 6.27, а). К чувствительному элементу подводили токопровод.

Сварочный ток большой, поэтому токопровод должен быть большого сечения. Но присоединение к чувствительному элементу жесткого токопровода резко увеличивает погрешность измерения. Необходимо так подвести сварочный ток к чувствительному элементу, чтобы жесткость токопровода не влияла нв результаты измерений. Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 110 Всномота Рис. 627.

Схемы лля измерения давления сварочной лупа: а — жесткий провод снюкает точность измерений; б — повышение точности измерения при использовании полевой связи вместо вещественной Задачу можно решить, используя два приема: введением поля — дополнительной сварочной дуги, и использовать ресурс пространства— дугу зажечь сбоку в районе точки подвеса коромысла (рис.

6.27, б). б.З.Е Ресурс времени Ресурс времени предполагает использование следующих приемов: сделать заранее (или наоборот позднее), увеличить нли уменьшить время воздействия (протекания процесса), изменить временные характеристики полей (см. рис.

6.6). Для этого в ТС часто необходимо вводить вещества или поля. Пример 6.22. Исследование процесса электросварки. В середине ХХ в. проводили исследования процесса сварки. Нужно было провести наблюдение за формой сварочной дуги, плавлением сварочной проволоки и формой сварочной ванны при изменении режимов сварки (рис. 6.28). Для этого решили снять процесс на кинопленку. При про Рис. 6.28. Схема процесса электросварки: о" — подача б.

Поиск ресурсов при решении технических задач Когда пленку проявили, то на ней хорошо быка видна яркая дуга. Однако контуры сварочной ванны и расплавленных капель видны не были. Задачу попытались решить введением еще одного компонента— зажгли вторую дугу, расположенную за кинокамерой, которая освещала капли и сварочную ванну. После проявления кинопленки оказалось, что ванна и контуры капель были хорошо видны, однако вторая дуга оказалась настолько яркой, что контуры основной дуги перестали просматриваться. Тогда вторую дугу синхронизировали с работой камеры таким образом, что она освещала место сварки через кадр.

После проявления пленки на одном кадре быка хорошо видна основная дуга, а на следующем — контуры ванны и капель расплавляемой сварочной проволоки. Во время просмотра фильма хорошо была видна вся картина при изменении режимов сварки. Использование ресурса времени часто предполагает выполнение необходимого действия в наиболее выгодный момент времени или заранее.

Для повышения усталостной прочности в поверхностном слое детали заранее создаются сжимающие напряжения (см. пример 6.2). Известно, что бетон хорошо воспринимает сжимающие нагрузки, но плохо работает на растяжение. В строительстве используются предварительно напряженные конструкции. Пример 6.23. Останкинская телебашня. От ветровой нагрузки Останкинская телебашня раскачивается, возникает изгибающий момент. Следовательно, возможно появление зон с растягивающими напряжениями. Для того чтобы при эксплуатации в Останкинской телебашне не возникали растягивающие напряжения, внутри нее расположили специальные тросы и в процессе строительства натянули их так, что создали заранее сжимающие напряжения в бетоне.

б.4. Количественные изменения Этот прием заключается в том, что мысленно изменяют количественную характеристику какого-либо компонента или связи в ТС. При этом системные свойства ТО могут измениться таким образом, что обнаружится нужное свойство, использование которого позволит решить поставленную задачу. Пример 6.24. Термометр для долгоиосиков. «Однажды в Институте зерна академик Лисицын сказал изобретателю Качугину, что состоится совещание по важнейшей научной проблеме — борьбе с жуком-долгоносиком. Нужно исследовать условия его существования и, в частности, определить точную температуру тела жучка.

Приборов, позволяющих решить такую задачу, в то время не было. Раздел 2. Приемы и методы решения техничесних задач Ы2 — Тема стоит пятьдесят тысяч, но неизвестно, можно ли на зти средства сконструировать нужный прибор, — сказал с озабоченностью академик. — Зачем строить прибор? Температуру долгоносика можно измерить обыкновенным медицинским термометром, — ответил Качугин.

Лисицын посмотрел на изобретателя так, как смотрят на человека, который сделал вид, что понял устройство паровоза, а сам уточняет, в каком месте к паровозу пристегивают лошадей. Но Качугина не смутил этот взгляд. — Надо набрать стакан долгоносиков, закрыть его, чтобы долгоносики не расползлись, и через отверстие в крышке опустить в середину стакана медицинский термометр. Через некоторое время он покажет температуру тела долгоносиков. А вы подумали, что я предложу ставить термометр долгоносику под мышку? Академик задумался на минуту. — Возможно, вы правы,— сказал он. Опыт показал, что Качугин был прав. Качугин легко решил задачу потому, что за деревом сумел увидеть лес.

Когда один объект объединяется с другими такими же объектами, образуется система, обладающая некоторыми новыми качествами. Собранные в стакан жучки сохраняют свою температуру, но измерить ее у массы жуков намного легче, чем у одного жука> 1!20). Альтшуллер назвал этот прием «олералтор РВС», который заключается в том, что изменениям в системе подвергается размер, время и стоилтость. Это условное название приема. Прием подразумевает изменения многих параметров, характеризующих вещества, поля и их взаимодействие, например, изменение степени дисперсности вещества, формы вещества, полевой характеристики процесса (см.

рис. б.б) и т. д. Альтшуллер предлагает использовать этот прием для развития творческого воображения. В работе ~1201 он отмечает: «Чтобы преодолеть психологическую инерцию, мы используем оператор РВС. Это шесть мысленных экспериментов, которые последовательно расшатывают привычное зрительное представление. Мысленно увеличиваем размеры (или другой основной параметр) «штуковины» в тысячу, в миллион раз... уменьшаем размеры... увеличиваем продолжительность процесса...

уменьшаем... увеличиваем допустимую стоимость... уменьшаем... Оператор РВС не всегда дает решение задачи. Собственно, ан и не предназначен для этого. Его цель — сбить психологическую инерцию перед решением». Однако практика показала, что кроме активизации творческого воображения, этот прием направлен и на непосредственный поиск ресурсов, ибо количественные изменения в анализируемом объекте могут приводить к появлению новых системных свойств, которые представиться возможным использовать для достижения требуемого результата. б. Поиск ресурсов при решении технических задач Пример 6.25.

Применение оператора РВС 19Ц. При строительстве газопроводов необходимо сооружение на трассе компрессорных установок и емкостей для газа. Весьма часто они возводятся вдали от крупных промышленных центров. Емкость для газа представляет собой сварную цилиндрическую конструкцию диаметром около 50 м и высотой 20 м. Изготовление крыши для этой емкости вызывает массу затруднений, вследствие чего затягиваются сроки строительства, так как много времени уходит на возведение специальных лесов и их демонтаж, монтажные работы ведутся на высоте, часто в стесненных условиях. Лучше было бы сварить крышу на земле, а затем поднять ее и приварить к стенкам цилиндра.

Однако как это сделать, если нет мощного подъемного оборудования? Вес готовой крыши составляет порядка 150 т. Завозить специальное подъемное оборудование только для подьема крыш (особенно в условиях бездорожья) не выгодно. Мысленные эксперименты с задачей по оператору РВС можно начать с уменьшения размера крыши. Как поднять крыцгу диаметром 5 м? Вероятно, вес ее в этом случае был бы доступен обычному подьемному крану. А если уменьшить мысленно размер крыши еще в десять раз? Крышу диаметром 0,5 м можно было бы доставить наверх даже вручную. Если задача при использовании оператора РВС в одном из направлений изменения параметра резко упрощается, то мысленные эксперименты в эту сторону прекращаются. Если мысленно увеличить исходные размеры крыши в 10 раз, то вес ее должен увеличиться пропорционально квадрату диаметра, т, е.

примерно в 100 раз. Итак, нужно поднять крышу диаметром 500 м и весом 15 000 т. Как это можно сделать? Хочется от этой задачи отказаться. Но, допустим, что если такая конструкция была бы действительнс изготовлена, неужели нельзя найти способ поднять и установить ее на заданное место? Разумеется, можно. История знает примеры. Строители древних пирамид умели поднимать громадные тяжести на большую высоту.

Можно было бы сделать гору, например, из песка, на ней смонтировать крышу. Затем приваривать к ней стенки, а песок удалять постепенно. А если мысленно увеличить размеры крыши еще в десять раз? Как поднять крышу диаметром в пять километров? Вообразить себе эту ситуацию не так-то просто, но можно. Прежде всего, сразу становится понятно, что такую крышу нельзя будет поднимать, прилагая силу в отдельных точках.

Характеристики

Список файлов книги