ТРИЗ. лаб 3. Отчет по лабораторной работе 3 Применение стандартов и физических эффектов для решения задач
 Скачать 21.91 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Технологический факультет Кафедра МСИА Отчет защищен с оценкой______________ А.Н. Сливин (подпись преподавателя) (инициалы, фамилия) “____”___________ 2021 г. ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 3 Применение стандартов и физических эффектов для решения задач (название лабораторной работы) по дисциплине Теория решения изобретательских задач (наименование дисциплины) Студент группы ИСТ-81 М.А. Кондаков подпись (инициалы, фамилия) Преподаватель доц. к.н. каф. МСИА А.Н. Сливин (должность, ученое звание) подпись (инициалы, фамилия)  БИЙСК 2021Задача 1 Установка для укладки фруктов в картонные коробки включает вибростол, на который устанавливают ящик (вибрация позволяет значительно повысить плотность укладки). Сверху по лотку поступают фрукты. К сожалению, нежные фрукты бьются при падении (будем считать, что высота падения 0,5 м). Опускать лоток до дна коробки, а потом поднимать его, используя какое-то устройство, - решение слишком сложное и потому плохое. Как быть? Ответы: 1. Стандарт 1. Добавим консерванты в нежные фрукты, чтобы они стали твёрже. 2. Стандарт 6. Покроем фрукты сухим льдом для сохранения фруктов. 3. Свойство 7. Заполним ящик жидкостью, которая будет плавно вытекать во время заполнения. Задача 2 В центрифуге в течение длительного времени (несколько дней) идут химические реакции. Необходимо поддерживать температуру 200˚С. Для этого используют электромагнитное поле – оно нагревает расположенный внутри центрифуги ферромагнитный диск. В ходе реакций то выделяется, то поглощается энергия. Чтобы выдержать заданную температуру, надо регулировать мощность электромагнитного поля, а для этого необходимо знать, какова температура внутри центрифуги. Ваше предложение? Ответы: Свойство 21. Измеряем свойства с помощью ультразвука. Свойство 22. Вводим ферромагнетические метки, которые при изменении температуры будут срабатывать. Свойство 26. Используем эффект теплового расширения для расчета нужной температуры. Задача 3 Нужно автоматизировать отделение спелых помидоров от неспелых. Известны разные способы (например, делят по цвету, по твердости, по химическому составу), но они сложны, дороги, ненадежны. Мы возьмем за основу самый простой (и потому самый привлекательный) способ - разделение по удельному весу. Разработана установка, основную часть которой составляет ванна с водой. В ней спелые помидоры должны тонуть, а неспелые всплывать. К сожалению, установка работает плохо: чаще всего спелые и неспелые помидоры имеют плотность ниже 1 г/см3 ... и спокойно все всплывают, хотя спелые все-таки чуть-чуть тяжелее неспелых. Удобнее всего было бы разделять томаты в жидкости с удельным весом 0,99 г/см3. Но такая жидкость, удовлетворяющая еще и требованиям пищевой промышленности, пока не найдена. Разбавлять воду другими жидкостями, нагревать, насыщать воздухом нельзя. Как быть? Ответы: Стандарт 3. Опыляем помидоры добавками для большего веса. Свойство 10. Меняем плотность жидкости с помощью электрических и магнитных полей. Свойство 30. Используем кавитацию для уменьшения плотности. Задача 4 Имеется установка для получения полимера в виде мелких шариков. Установка представляет собой бак, в котором находится расплавленный полимер. К его поверхности подведена труба, по которой поступает сжатый воздух, захватывающий и распыляющий полимер. Воздушный поток с капельками полимера отводится по трубе: капельки застывают, падают на нижнюю стенку трубы и скатываются в специальную емкость. К сожалению, установка дает много крупных шариков. Пробовали по-разному подавать воздух - лучше не получается. Ставили в трубе решетки, сетки - снижалась производительность. Какой стандарт надо использовать? Каково решение задачи по этому стандарту? Ответы: Стандарт 7. Уменьшаем капельки полимера на несколько частиц для удобства переработки. Стандарт 8. Используем резонансные колебания для извлечения лишних капелек полимера. Свойство 9. Применяем ультразвуковые колебания для разделения полимера на одинаковые частицы. Задача 5 Консервы выпускают в литровых банках с металлическими крышками. Необходимо проверять, достаточно ли плотно крышка закрывает горловину банки. Для этого опускают банки в ванну с водой и смотрят - появятся ли пузырьки воздуха (вода через неплотности проходит внутрь банки и вытесняет воздух). Способ медленный и ненадежный. Какой стандарт надо применить? Каково решение по стандарту? Примечание. Задача состоит в обнаружении капелек воды, проникших внутрь банки. Модель задачи относится к классу 1: дано одно вещество. Содержимое банки, сами банки, крышки не входят в модель задачи. Ответы: Стандарт 1. Используем ферромагнитную жидкость для проверки целостности. Стандарт 8. Используем ультразвук, чтобы замерить как происходят колебания в бракованных банках. 3. Свойство 12. Используем вакуумный насос для проверки на герметичность. Задача 6 «Предложите простую конструкцию устройства для взвешивания полувагонов с металлоломом непосредственно на месте погрузки. Допустимые погрешности 1-2 т. Как сейчас взвешивают полувагоны? Погрузив металлолом, вагон прокатывают на весы тепловозом, на что уходит 6 - 12 ч. После этого приходится снова либо догружать, либо разгружать вагон до установленной нормы». Подкладывать под рельсы или вагон тензодатчики - плохое решение, встраивать датчики в вагон еще хуже. Как быть? Ответы: 1. Стандарт 8. Берем образцы металла до взвешивания и замеряем их вес. Затем используем резонансные колебания и определяем вес металла в вагоне во время изменения частоты. 2. Свойство 22. Погружаем в воду полувагоны с помощью кранов и по закону Архимеда узнаем вес. 3. Свойство 23. Нагреваем металлолом и измеряем сколько потребовалось энергии. Задача 7 Известны устройства, позволяющие открывать и закрывать путь газу из сосуда А в сосуд Б, например различные краны и зажимы. Но они слишком грубы для тех случаев, когда нужна наиболее высокая точность, т. е. когда мало открывать кран (или менять степень его открывания) на какую-то очень и очень небольшую величину. Нужно, чтобы кран был очень простым м в то же время очень точно работающим. Речь при этом идет не о том, чтобы ввести обратную связь между краном и сосудом Б. Пусть краном управляет человек. Вопрос в том, чтобы кран мог точно открываться («краниться»). Ответы: Стандарт 9. Используем кран из материала которые меняет размеры в зависимости от температуры. Свойство 12. Регулируем намагниченность предмета для деформации устройства. Свойство 19. Управляем краном с помощью обратного пьезоэффекта для механической деформации под действием электрического поля, регулируя которым можно настроить подачу газа. |