А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 25

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

Текст из файла (страница 25)

Прилагаемую снизу силу нужно будет как-то распределить, создавая давление на всю площадь крыши. Это можно сделать, например, жилкостью. А если крыша плавучая? Это уже идея. Можно собрать крышу внутри цилиндра, снабдить ее «плавучестью» и наполнив цилиндрическую оболочку волой, поднять ее на заданную высоту. Может быть, использовать воздушные шары, располагая их не сверху, а снизу, под крышей. Вернемся к исходным размерам крыши — диаметром 50 м и будем менять время протекания процесса — время подъема крыши. С помощью кранового оборудования это можно сделать, например, за 1 ч. Раздел 2.

Приемы и методы решения технических задач 114 А если нужно сделать за 5 мин? Попробуем еше больше обострить ситуацию. Как поднять крышу за 5 с, за 0,5 с? Здесь может помочь только взрыв. А если использовать цилиндрическую оболочку в качестве ствола, а крышу в качестве пыжа? Выстрелить крышу, задержав ее на нужном месте с помощью специальных фиксаторов.

Как, правда, при этом быть с техникой безопасности и прочностью конструкции? Попробуем мысленно увеличивать время протекания процесса. Время не ограничено (В -+ ~). Если бы крышу можно было бы поднимать целый год, как можно распорядиться этим временем? Легкость этого мысленного эксперимента является кажущейся. Задача же состоит в том, чтобы искать и использовать такие процессы, которые длились бы именно целый год непрерывно и постепенно. Нужно постараться мысленно увидеть такие процессы, например, использовать процессы разбухания пористых материалов при их смачивании, посадить под крышей бамбук и вырастить его до необходимой высоты и т. и.

Обратимся, наконец, к третьему параметру РВС вЂ” стоимости процесса подъема крыши. Стоимость подъема крыши с помошью специального оборудования с учетом затрат на его поставку и монтаж весьма большая. Можно снизить затраты за счет использования природных ресурсов или имеющегося оборудования? На этом этапе высказанные ранее идеи начинают комбинироваться с возможностями имеющегося на строительстве оборудования.

Например, использовать компрессоры (вместо взрыва) для созлания необходимого давления воздуха пол крышей, обеспечив ее сопряжение с цилиндрической оболочкой как поршня с цилиндром, создав уплотнение по периметру из эластичного материата. Идея этого решения близка к той, которая была применена на практике. В свое время это позволило сушественно снизить сроки строительства и повысить качество монтажа. Таким образом, в процессе применения оператора РВС удается не только быстро н радикально изменить представление о задаче, но и найти интересное решение.

Мысленное экспериментирование с помощью оператора РВС таким образом изменяет задачу, что возникают ассоциации с известными способами и устройствами. Это активизирует мышление, срабатывает аналогия. Возникают идеи по решению задач благодаря найденным ресурсам, т. е. этот оператор способствует проявлению системного эффекта в мышлении.

6.5. Модели вепольного анализа Для выполнения некоторой физической операции осуществляется синтез ФПД (см. рис. 5Л), который можно рассматривать как взаимодействие веществ и полей. б. Поиск ресурсов при решении технических задач П5 Например, процессы токарной обработки, шлифования, обработки давлением можно охарактеризовать такими полевыми характеристиками как: форма поверхности контакта между инструментом и заготовкой; напряжения, возникающие в поверхностном слое; напряжения и деформации, возникающие в теле заготовки и инструменте; тепловое поле в зоне инструмента и заготовки. Абстрактные поля характеризуют (качественно или количественно) вещества, поля или их взаимодействие, например, форма тела, поле распределения напряжений, температуры и т.

д. Изменение абстрактного поля может приводить к изменению системных свойств объекта. Для активизации мышления при поиске ресурсов в процессе решения технической задачи Альтшуллер предложил построение вепольных моделей, в которых отражается взаимодействие веществ и полей (см. приложение 10).

Вепольную модель следует рассматривать как модель задачи, которая дает некоторый зрительный образ, активизирующий мышление, и позволяет более глубоко вникнуть в рассматриваемую проблему, нацеливает на поиск вещественно-полевых ресурсов. В самом общем случае ее можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 6.29. пф В, — В- Вещество Поле абстрактное Па Рис. б.29. Обобщенная велольная модель задачи Абстрактное поле — полевая характеристика веществ (Вп В2), физических полей (Пф), а также взаимодействий между веществами и полями.

В примере, показанном на рис. 6.5, форма судна обеспечивает ему остойчивость. В вепольной модели выталкивающая сила отображается физическим полем (Пф), а абстрактное поле (Па) характеризует форму судна. Таким образом, взаимодействие веществ может характеризоваться не одним, а несколькими видами полей. Изменяя эти поля, можно влиять на свойства исследуемых процессов.

Присутствие абстрактного поля в модели может ориентировать на применение приема произвести количественные изменения в вещественно-нолевых взаимодействиях, например, изменить характер распределения температуры, внутренних напряжений, форму тела, характер его движения и т. д. 11б Раздел 2. Приеиы и методы решения технических задач В зависимости от поставленной цели технические задачи в самом общем виде можно разделить на два типа: 1) задачи на обнаружение или измерение параметров веществ или полей; 2) задачи на изменение объектов (изделий), т. е.

осуществление целенаправленного физико-химического воздействия на некоторый объект для изменения его свойств. Разница в этих двух задачах заключается в объекте. В задачах на измерение (обнаружение) объектом может быть поле или вещество, а в задачах на изменение — только вещество, хотя первоначально задача может быть сформулирована в следующем виде: изменить поле, например, напряжение, частотную характеристику и т. д. Однако для этого нужно изменить ТС, т. е. необходимо воздействовать на вещество или физическое поле, чтобы изменить их полевые характеристики. При взаимодействии веществ нужно рассматривать также абстрактные поля, которые характеризуют это взаимодействие.

Изменением физических и абстрактных полей можно влиять на свойства исследуемых объектов. Поэтому присутствие в модели, изображенной на рис. 6.29, полей П, и Пф, даже если они еше четко и не определены, ориентирует на поиск этих важнейших характеристик процесса, вводит в сознание эти понятия как категории мышления, облегчающие поиск ресурсов для получения нужного результата. Взаимодействие полей может осуществляться не только через вещества. Например, сила Кориолиса является результатом взаимодействия двух полей: вращательного и поступательного движения. Эффект Доплера проявляется при наличии относительного движения двух тел— источника и приемника излучения, и переменного звукового или электромагнитного полей.

Вещество может являться как носителем, так и регистратором взаимодействия полей. Связь между абстрактным полем и физическим, а также с веществом показывает, что абстрактное поле каким-либо образом характеризует соответственно физическое поле нли вещество. Связи в вепольных моделях отражают взаимодействие между веществами и полями, Это взаимодействие может быть адекватным — соответствовать требованиям, а может быть не адекватным, например, недостаточным, избыточным, оказывать вредное воздействие на вещество или поле, полезное действие может сопровождаться нежелательными явлениями. В вепольных моделях адекватное взаимодействие будем обозначать сплошной линией, а неадекватное — пунктирной.

В терминах вепольного подхода можно выделить три типовые задачи, отражающие взаимодействие между веществами, веществами и полями и между полями (табл. 6.1). Наиболее общий прием устранения 117 6. Поиск ресурсов при решении технических задач неадекватного взаимодействия — введение посредника — вещества (В) или поля (П). Таблица б.7. Тиновме задачи связанные с взаимодействием веществ и полей и приемы их решения Задачи Приемы устранения плохого взаимодействия Велольная модель задачи Прасшема Нет взаимодействия между веществами Создать взаимодей твие ! В~ — Вз — Вз в,— и — в, ) Вредная связь между веществами Разорвать связь Нет взаимодействия ме- Создать взаимодсйжду веществом н полем 'стане в,— в,— и В --- П :В редное взаимодеиствие ' г между веществом и по- Создать взаимодействие и,— в — и Разорвать связь В самой постановке задачи проблема заключается в том, что либо нет требуемого взаимодействия, либо это взаимодействие не соответствует поставленной задаче или некоторое полезное действие сопровождается появлением нежелательного эффекта.

Задачи, в которых полезное взаимодействие сопряжено с вредным воздействием одного компонента системы на другой более подробно рассмотрены в гл. 6. В соответствии с приемами системного подхода (см. рис. 3.5 и рис. 6.26), общий принцип поиска решения состоит во введении (или удалении) в схему исходной вепольной модели задачи веществ, полей или количественные изменения полевых характеристик веществ, полей и их взаимодействия. Цель этих действий — получить нужное взаимодействие или избавиться от вредного за счет получения системного эффекта.

Например, при пайке для растворения оксидов и улучшения смачивания деталей (В ~) расплавленным припоем (В1) вводят флюс (Вз). Следует отметить, что предложенные приемы изменения свойств системы дают некоторые ориентиры в поиске решения, они не гарантируют получения нужного синергетического эффекта. Для решения задачи можно предложить следующую схему рассуждения: 1) выявить плохое взаимодействие между веществами или веществами и полями, понять причину. Построить модель задачи (см. рис.

Характеристики

Список файлов книги