А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Какие вещества и поля можно ввести в систему, т. е. какие ФТЭ можно использовать для того, чтобы тонкий слой краски был хорошо виден. После испытаний перед процессом контроля можно ввести вещество, которое вступит в химическую реакцию с нанесенным слоем краски или ввести в краску люминофор и применить ультрафиолетовое облучение и др.
Действительно, если пытаться ввести в систему вещество, то оно должно определенным образом взаимодействовать с веществами и полями, имеющимися в рассматриваемом ТО. Следовательно, поиск решения заключается в том, что сначала формулируются свойства, которыми должно обладать это вещество, а потом, с учетом определенных ограничений, осуществляется поиск самого вещества. Разрешить ПП во времени можно также за счет диналтизации ТС. Действительно, если объект должен иметь различные свойства в разные моменты времени, а это легко просматривается из анализа нормативных систем, значит, он должен как-то изменяться и быть легко управляем (см.
примеры 7.18 — 7.20). Противоречие, описанное в примере 8.1, разрешено введением элементов механизации крыла (закрылки, предкрылки). Во многих современных самолетах при посадке форма крыла меняется таким образом, что увеличивается и коэффициент подъемной силы, и площадь крыла. Складывающиеся устройства: нож, зонтик, стул, убирающееся шасси самолета, телескопическая удочка, были разработаны потому, что 201 8.
Противоречия при решении технических задач нужно бьшо разрешить ПП. Все эти ТО должны обладать разными свойствами в различные моменты времени. Например, шариковая ручка должна оставлять след на бумаге, но не должна оставлять следы на одежде, — не пачкать карман. Противоречие разрешается во времени либо введением еще одного ввгцества (шариковая ручка с колпачком), либо за счет динамизации (убираюшийся стержень). г Разделение противоречащих свойств в пространстве. Практическая реализация этого приема заключается в том, чтобы разнести в пространстве противоречащие свойства, которыми должен обладать рассматриваемый объект. Пример 8.9.
Закалка стальной детали. Известно, для того, чтобы стальная деталь обладала хорошей износостойкостью нужно, чтобы она имела высокую твердость. Это достигается применением термически упрочняемого материала и термической обработкой — закалкой. Но в таком состоянии материал, как правило, имеет низкую ударную вязкость, т. е. подвержен хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
В хрупком материале возникшая трещина развивается практически мгновенно, а в вязком материале происходит медленное разрушение при значительной пластической деформации. При ударных нагрузках вязкий материал деформируется, а хрупким ломается. В работающей машине процесс развития пластической деформации можно обнаружить по изменению характера ее работы. Поэтому высокая ударная вязкость материала конструкции является одним из способов обеспечения безопасности при эксплуатации техники. В этой задаче ПП заключается в том, что материал стальной детали должен быть твердым, для высокой износостойкости.
И он должен быть пластичным, чтобы не было внезапного хрупкого разрушения. Свойства твердость и пластичность характеризуют различные качественные стороны материала, но они находятся в отношении противоположности. Для стальной детали они несовместимы по физическому основанию, противоречат объективным законам природы. Из анализа нормативных систем следует, что твердость нужна для износостойкости, т.
е. только в поверхностном слое. Нормативные системы в формулировке этого ПП, сами «подсказываютсч что его можно разрешить разделением требуемых свойств в пространстве — твердой деталь должна быть только в поверхностном слое. Для этого деталь изготовляется из материала, который не упрочняется термической обработкой (малое содержание углерода), а поверхностный слой цементируется (насыщается углеродом) и производится термообработка — закалка.
Высказывания в ПП перестают быть противоречащими, так как теперь в них разные субъекты. Теперь уже одна часть рассматриваемого объекта обладает свойством (Р), а другая — противоположным свойством (не-р). Этот прием можно трактовать так же, как использование принципа местного качества, т. е. создать нужное свойство только там, где это действительно необходимо. Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 202 Таким образом, чтобы понять можно ли разрешить ПП в пространстве или во времени, нужно проанализировать нормативные системы (требования), которые приводят к несовместимости двух суждений, выяснить, в чем различие этих требований.
Для разрешения ПП в пространстве можно либо использовать свободное (пустое) пространство в ТО, либо ввести в систему вещество — разделитель. Следует отметить, что формулировка ПП вЂ” зто модель задачи. И как всякая модель она должна позволять выделять существенные стороны решаемой задачи, сконцентрировать на них свое внимание, понять какие вещественно-полевые, пространственные и временные ресурсы можно использовать для решения проблемы. Формулировка ПП раскрывает еще два важных аспекта поиска решения. Эта модель дает возможность выявить оперативную зону и оперативное время.
Оперативная зона (03) — пространство, в пределах которого возникает конфликт, Оперативное время (ОВ) — момент времени, когда конфликт возникает, а также время до появления конфликта, когда в ТО происходят процессы, подготавливающие этот конфликт. Выделение 03 и ОВ локализуют конфликт в пространстве и времени для поиска вещественно-полевых ресурсов, необходимых для разрешения противоречия. В примере 8.8 03 — сопрягаемые площадки, О — момент испытания, а также момент контроля. Отсюда видно, что, выделяя ОВ, обнаруживают то обстоятельство, что противоречивые требования относятся к разным моментам времени.
В примере 8.9 03 — все тело детали. О — время охлаждения (закалки), когда происходит формирование рассматриваемых свойств— образование твердой, но хрупкой структуры материала. В ПП субъектом суждения может быть некоторый компонент ТС, а может быть связь между компонентами, т. е. противоречащие свойства могут проявляться как в компоненте, так и в связи. Если противоречащие свойства проявляются в некотором компоненте (рис. 8.8, а), то предметное противоречие может заключаться в том, что этот компонент должен обладать двумя противоречащими (или противоположными) свойствами (см.
приложение 1, табл. П1.1) или некоторое свойство компонента должно иметь различные значения. К, ае~,' ие-Р, Рие. 8.8. Схема противоречия, проявляющегося в компоненте (а) и способ его разрешения (Ь): К, — компоненты ТС; Р, — свойства 203 8. Противоречия при решении технических задач Для разрешения ПП, проявляющегося в компоненте, можно ввести второй компонент таким образом, что в одном из них будет проявляться свойство Рь а в другом противоположное свойство не-Рь Тогда высказывания, составляющие ПП, перестают быть противоречащими, так как в них будут разные субъекты суждения (рис.
8.8, б). Продолженне примера 8.7. Эмиссия электронов в радиолампе. Второй способ решения задачи о подогреве катода радиолампы. ПП. Электронная эмиссия должна быть постоянной для качественной работы усилителя, но она должна быть переменной, так как на катод подается переменное напряжение (электронная эмиссия — атрибут катода). ПП соответствует схеме, приведенной на рнс. 8.8, а.
В этом случае можно поставить задачу: как сделать так, чтобы при переменном токе электронная эмиссия была постоянной. Прием — разделить функции, выполняемые катодом. Проволочка выполняет две функции: создание электронной эмиссии (ГПФ) и нагрев (основная). Создается бисистема; в каналах тонкого и длинного фарфорового цилиндрика помещена вольфрамовая нить — нагреватель. Нить накаливается переменным током и ее тепловая энергия передается фарфоровому цилиндрику и надетому на поверх него никелевому «чехлу». Электрического контакта между катодом и нагревателем нет.
Для того чтобы электронная эмиссия катода была большой необходима высокая температура. Но прн этом радиолампа сильно нагревается, уменьшается ее КПД, требуется создавать вьгсокое напряжение между катодом и анодом. ПП. Температура катода должна быль высокой, чтобы получить большую электронную эмиссию. И температура катода должна быть маленькой, чтобы не расходовать энергию.
Это ПП может иметь и другую формулировку: катод должен иметь высокую температуру для... и катод должен иметь низкую температуру для.... Противоречие разрешается введением еще одного вещества: на внешней поверхности никелевого цилиндрика наносится тонкий слой оксидов щелочного металла (стронция, бария, цезия и др.). Эти оксиды отличаются большой электронной эмиссией при сравнительно низких температурах (порядка 600 'С). Если противоречащие свойства проявляются в связи между компонентами (рис. 8.9, а), то введение между ними еще одного компонента ( кз ие-Р.
не-Р; Рис. 8.9. Схема предметного противоречия, проявляющегося в связи (а), н способ его разрешения (б): К, — компоненты ТС; Р, — свойства Раздел 2. Приемы н методы решения технических задач 204 приведет к тому, что в одной связи будет проявляться свойство Рь а в другой противоположное свойство не-Р, (рис. 8.9, б). Пример 8.10. Размерная химическая обработка. Для получения рельефной поверхности на крупногабаритных оболочках, например, для образования усилений в местах стыковой сварки (например, на днищах топливных баков), для получения вафельного силового набора на обечайках топливных баков (зоны А на рис.
ЗАО), применяется операция избирательного размерного химического травления. Рис. КДО. Конструкции, подвергаемые избирателыюму химическому травлению Излишки материала удаляются в щелочных растворах. Поверхности, которые не должны подвергаться травлению, покрываются лаком. Проблемная ситуация заключается в том, что необходимо очень точно нанести защитный лак на участки, которые не должны подвергаться травлению.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
