《设计基本方法学与创新设计》课件2.ppt

B 消除和抵消有害效应（1.2） No.9(1.2.1) 在一个系统中有用和有害效应同时存在。S1和S2不必直接接触，引入S3消除有害效应。 例如：手（ S2 ）直接清洗零件（ S1 ）对皮肤有伤害，用皮手套（S3）隔开就起到了保护皮肤的效果。 No.10(1.2.2) 与No.9类似，但不允许增加新物质，通过改变S1和S2消除有害效应。该类解包括增加“虚无物质”，如空位、真空、空气、气泡等，或加一种场，场的作用相当于增加一种物质。 例如：轴与孔的紧密装配时，往往要通过加热孔类零件使其膨胀，然后再行组装。 No.11(1.2.3) 有害作用是一种场引起的，引入物质S3吸收有害效应。 例如：电子部件所发出的热量将使安装该部件的电路板变形，在该部件下放一个散热器吸收热量并将热量传递到空气中。 No.12(1.2.4) 在一个系统中有用及有害效应同时存在，但S1和S2必须处于接触状态。增加场F2, 使之抵消F1的影响，或者得到一附加的有用效应。 例如：水泵工作时产生噪声，水是S1，泵是S2 ，场是机械场F1 ，一个与所产生的噪声场相差180°的声学场将抵消噪声。 No.13(1.2.5)在一个系统中，由于一个元件存在磁性而产生有害效应，将该元件加热到居里点以上磁性将不存在，或者引入一相反的磁场消除原磁场。 例如：指南针安装在汽车上来指引方向，但汽车本身的磁场将改变指南针的精确读数，在指南针内部装一个小永久磁体消除汽车本身的磁场影响是该类指南针设计的特点。 第二类标准解 特点是：通过对描述系统物－场模型的较大改变来改善系统。 A 变换到复杂物－场模型（2.1） No.14(2.1.1) 串联物－场模型：将第一个模型的S2及F1施加到S3， S3 及F2施加到S1，串联的两个模型是独立可控的。 例如：锤子直接破碎岩石效率很差，可通过串联另一个物质-场而得到改善，即在锤子与岩石之间加一錾子，锤子的机械能直接加到錾子上，錾子将机械能传递到岩石。 No.15(2.1.2) 并联物场模型：一可控性很差的系统需要改进，但已存在的部分不能改变，并联第二个场，并作用到S2上。 例如：电解法生产铜板的过程中，少量的电解液要留在铜板表面，仅用水洗并非有效，增加机械能使铜板处于微振动状态则更有效。 B 加强物－场（2.2） No.16(2.2.1) 对于可控性差的场，用一易控场代替，或增加一易控场。例如由重力场变为机械场，由机械场变为电场或电磁场。其核心是由物体的物理接触到场的作用。 　例如：用液压转向系统代替机械转向系统。 No.17(2.2.2) 将S2由宏观变为微观。 　例如：要设计一个支撑系统将重力均匀分别在不平的表面上较困难，而充液胶囊能将重力均匀分布。 No.18(2.2.3) 改变S2成为允许气体或液体通过的多孔的或具有毛细孔的材料。 　例如：采用油道润滑齿轮，油液分别不均匀，可采用多孔分配器。另一方案是采用多孔球轴承。 No.19(2.2.4) 使系统具有柔性或适应性。通常的方式是由刚性变为一个铰接，到连续柔性系统。 　例如：汽车变速箱的速比往往是一个定数，而采用液压变速系统其速比则可在一定范围内连续。 No.20(2.2.5) 使一个不能控制的场具有永久或临时确定的模式。 　例如：驻波被用于液体或粒子定位。 No.21(2.2.6) 将单一物质或不可控物质变为确定空间结构的非单一物质，这种变化可以是永久的或临时的。 　例如：预应力钢筋改变了混凝土构件的性质。 C 控制频率使其与一个或两个元件的自然频率匹配或不匹配，以改善性能（2.3） No.22(2.3.1) 使F与S1或S2的自然频率匹配或不匹配。 　例如：将肾结石暴露在与其自然频率相同的超声波之中，可在体内破碎结石。 No.23(2.3.2) 与F1或F2的固有频率匹配。 　例如：加一振幅相同，幅角相差１８０°的信号，振动将被消除。 No.24(2.3.3) 两个不相容或独立的动作可以一个接一个的完成。 　例如：首先夹紧工件，之后进行机械加工。 D 铁磁材料与磁场结合（2.4） No.25(2.4.1) 在一个系统中增加铁磁材料或（和）磁场。 　例如：移动磁场推动轨道车辆。 No.26(2.4.2) 将No.16与 No.25结合。利用铁磁材料与磁场，增加场的可控性。 　例如：增加铁磁材料及磁场，可使橡胶模具的刚度被控制。 No.27(2.4.3) 磁流体的应用。磁流体是No.26的一个特例。 　例如：磁流体密封。 No.28(2.4.4) 利用含有磁粒子或液体的毛细结构。 　例如：在磁场间建立由铁磁材料构成的过滤器，其精度可由磁场控制。 No.29(2.4.5)