А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 48

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

Текст из файла (страница 48)

Пример 8.14. Испытания образцов. В экспериментальной лаборатории лля испытания длительного действия кислот на поверхность образцов сплавов используется установка, которая представляет собой герметичную камеру. На дно камеры устанавливаются образцы в вице кубиков. Камеру заполняют агрессивной жидкостью, и создают необходимую температуру и давление. Проблема заключается в том, что агрессивная жидкость действует не только на образцы, но и на стенки камеры, вызывая их коррозию.

Камеру приходиться изготовлять из благородных металлов, что чрезвычайно дорого. Таким образом, имеем проблемную ситуацию (СТП): нужно снизить затраты на испытания, а как это сделать, — неизвестно. В задаче описана система, состоящая из трех компонентов, которые участвуют в конфликте: камера, образцы и агрессивная жидкость. Соответственно имеются три пары взаимодействий (рис. 8.13); камера — жидкость; камера — кубик; жидкость — кубик.

Рис. 8.13. Схема системы к примеру 8.!4: 1, 2, 3 — связи Жидкость агрессивная и должным образом взаимодействует с образцом (кубиком) — цели испытаний достигаются. Но жидкость разрушает стенки камеры — плохое взаимодействие. Жидкость должна быть агрессивной, но стенки камеры разрушаться не должны. Поэтому первая и третья пара взаимодействий находятся в конфликте между собой.

Альтшуллер разбирал эту задачу на семинарах, о чем в работе [4[ он пишет: «...за 1973 — 1982 гг. накопилась обширная статистика... Слушатели, незнакомые с ТРИЗ, в 75 % случаев выбирают в качестве конфликтующей пары "камера — жидкость", т. е. ситуация переводится в задачу по борьбе с коррозией. Это крайне невыгодная стратепи: локальная задача по улучшению способа испытаний образцов заменяется несоизмеримо более общей и трудной задачей по защите металла от коррозии. В результате — 80 % заведомо неверных решений и почти 20 % весьма сомнительных и ненадежных (например, различные защитные покрытия камеры).

Слушатели, знающие основы ТРИЗ, 8. Противоречия при решении технических задач гтз в 83% случаев выбирают пару "кубик — жидкость", что почти всегда приводит к правильному ответу». Весьма вероятно, что это связано с тем, что в постановке задачи незримо присутствует ВПИ, который и нацеливает на решение именно этой проблемы. Разработка модели задачи, в виде сформулированных ОП, позволяет избавиться от ВПИ. ГПФ камеры, является создание необходимых условий для испытаний: размещение образцов, агрессивной жидкости, создание давления и температуры.

Камера должна быть, чтобы изолировать агрессивную среду и создать необходимые условия для проведения испытаний (температуру и давление). Однако жидкость вредно действует на стенки камеры. Поэтому в Формулировке ОП нужно отразить конфликт совместного взаимодействия: «жидкость — камера» и «жидкость — кубик». Жидкость н образцы должны находиться в камере, следовательно, агрессивная жидкость будет взаимодействовать со стенками камеры. ОПП Если жидкость будет находиться в камере, то будут соблюдены условия испытаний, но при этом стенки камеры будуг разрушаться.

ОПг. Если жидкость будет взаимодействовать с образцом вне камеры, то не будет и разрушительного действия жидкости на стенки камеры, но при этом не будут соблюдены условия испытаний. Здесь следует отметить, что понятие «изменяемый параметр» (см. рис. 8.4), участвующий в описании ОП (см. рис. 8.13), это не только количественные изменения в системе (напрнмер, увеличить, уменьшить), но и качественные изменения, наличие или отсутствие каких-то условий. В этой задаче целесообразно обратиться к формулированию ИКР, т.

е. того идеального образа, к которому нужно стремиться. ИКР. Жидкость сама нужным образом воздействует на образец и не оказывает вредного воздействия на камеру. Достижению ИКР мешают реальные условия. ПП. Жидкость должна быть агрессивной для образцов, чтобы достичь целей испытаний и не должна быть агрессивной для стенок камеры, чтобы они не разрушались. После такой формулировки, естественно, возникает задача: «Как сделать так, чтобы жидкость, находясь в камере, не воздействовала на ее стенки агрессивно?» Коррозия стенок камеры яиляется НЭ. Следует обратить внимание, что после формулирования ПП задача получает другую направленность — не бороться с НЭ, а не допустить его появления.

Жидкость, находясь в камере, естественно, воздействует на ее стенки, т. е.противоречие здесь имеет физическое основание. Из ПП следует, что диктуемые требования относятся к обьектам, которые расположены в разных точках пространства, — агрессивная для образцов и не агрессивная для стенок камеры. Таким образом, приходим к мысли, что противоречие можно разрешить в пространстве.

Ресурсы для изменения системных свойств объекта: изменение компонентов, входящих в ТС (см. рис. 8.13); введение веществ, полей. Основное требование для проведения испытаний — жидкость должна контактировать с образцами. Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 214 Каждый образец с жидкостью изолируется от камеры, например, устанавливается в сосуд или мешок, сделанный из пленки. Эти дополнительно введенные компоненты должны быть сделаны из материалов, которые выдерживают действие жидкости и температуры, при которых проводятся испытания.

При этом можно добиться дополнительного эффекта, чтобы стенки камеры не взаимодействовали с парами агрессивной жидкости. Жидкость удерживается самим образцом. Для этого в нем надо сделать полость. Следует отметить, что препятствием для получения последнего решения ящиется заданный в условии задачи ВПИ, который создается тем, что испытуемый образец называется кубиком. Пример 8.15. Замерзающая прорубь.

На одной из метеостанций требовалось зимой, в лютые морозы 4 раза в сутки опускать в прорубь приборы для замеров параметров воды и взятия пробы. Работа осложнялась тем, что прорубь через 2...4 ч полностью замерзала и ее приходилось ломом пробивать заново. Никаких сложных механизмов на метеостанции нет. Как освоболить работника метеостанции от ручной работы по пробиванию проруби? Следует обратить внимание на то, что в условии задачи присутствует ВПИ. В задаче дается ориентировка на создание устройства по пробиванию проруби. ПС в форме СТП можно сформулировать в следующем виде— прорубь пробивать нужно для взятия проб воды. И этого делать не нужно, потому, что это тяжелая работа.

Следует отметить, что после такой формулировки, задача получает несколько иную направленность, чем была в исходной постановке. И это особенно становится заметным после формулировки ИКР. ИКР. ТС обладает таким свойством, что сама не дает воде замерзать. Достижению ИКР препятствуют природные процессы. Это и обуславливает ПП.

ПП. Вода в проруби должна замерзать, так как взаимодействует с холодным воздухом, но она не должна замерзать, чтобы не прорубать каждый раэ прорубь (не ломать лед). Следует подчеркнуть, что формулировки ИКР и ПН определяют направления поиска решения, в рассматриваемом случае — не разрабатывать устройство для прорубания, а не допускать замерзания воды. В условии задачи описана следующая система: вода, лед, лом. К надсистеме относится холодный воздух, глубинные слои воды. Охлаждение воды происходит за счет конвективного теплообмена с холодным воздухом и за счет испарения.

Усиливает охлаждение воды: низкая температура воздуха и ветер. Препятствует охлахсдению воды: конвективный теплообмен в толще воды. Известно, что вода максимальную плотность имеет при температуре около 4 С. Поэтому вода, охладнвшись до этой температуры, как имеющая большую плотность, опускается вниз. Снизу поднимается более теплая вода. Изменение системных свойств, рассматриваемого объекта можно сделать, введением дополнительных компонентов (веществ или полей). 8.

Противоречия при решении технических задач Какие вещества и поля можно ввести в систему, чтобы вода не,замерзала? Какими свойствами должны обладать эти вещества? Какие ресурсы можно почерпнуть из надсистемы? Здесь можно поставить две локальные задачи: 1) как использовать теплоту нижних слоев воды? 2) как уменьшить теплообмен с хододным воздухом и снизить испаряемость воды. Возможные решения показаны на рис. 8.14. В лед вмораживают металлическую трубу. Нижние слои воды более теплые.

Металл хорошо проводит теплоту. Крышка Рис. 8.14. Схема решения к примеру 8.15 На поверхность воды, в трубу наливают жидкость с низкой температурой замерзания, которая не смешивается с ней и легче воды (формулирование требований к вводимому веществу), и уменьшает процесс испарения, например, бензин, керосин, масло. Труба лает еше один эффект — при наличии течения не вымывает эту жидкость. Для уменьшения конвективного теплообмена с воздухом прорубь можно накрыть крышкой из теплоизоляционного материала (например, из пенопласта)или соорудить палатку.

Пример 8.16. Износ покрьппек. При приземлении самолета можно наблюдать, что в момент касания колес с бетонным покрытием аэродрома, появляется легкий дымок. Это результат динамического взаимодействия резины колес с аэродромным покрытием, который приволит к интенсивному износу покрышек. Как устранить это явление? В предлагаемой задаче формулирование противоречий не столько помогает выйти на тот или иной прием его разрешения, сколько глубже вникнуть в суть явления и осуществить целенаправленный поиск решения. В условии задачи описана следующая система: шасси, колесо самолета.

Характеристики

Список файлов книги