Файл: Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

6.9. Покрытия подводных лодок аналогично структуре кожи дельфина позволили увеличить скорость движения.

7.9. Прикидочиые экономические расходы по аналогии.

8.9. Сотовые сварные панели, позволившие

мы, обладающей подъемной силой, с которой она связана. (Протягивание троса через про­ лив воздушными шарами; обеспечение самоподдерживания системы за счет аэродинами­ ческих, гидродинамических сил — парение турбогенератора в магнитном поле). Идеали­

в2—3 раза снизить вес несущих конструкций. зация показателей надежности и долговечнос­

9.9.Пестрые комбинезоны десантников, мас­ ти предполагает, например, бесконечно малую кировочная окраска воинского оборудования. или бесконечно высокую хрупкость конструк­

10.9.Ружье-тросточка, зажигалка-пистолет, ции (пожарные окна). Идеализация показате­

авторучка по форме гвоздя, гипсовая копилкакошка, потайной радиопередатчик в виде мас­ лины с соломинкой в коктейле, кариатиды, венчающие части колонн и служащие опорой для антаблимента или арки, куклы и игрушки, различные виды охотничьих чучел и др.

лей стандартизации, удобства обслуживания и художественно-конструкторских предполага­ ет всеобщую стандартизацию технических сис­ тем, предельную приспособленность‘этих сис­ тем к человеку по всему комплексу требований и тотальный дизайн в высших формах прояв­ ления.

Идеализация

Принцип идеализации заключается в пред­ ставлении идеального решения, от которого следует отталкиваться. Идеализация геомет­ рических показателей обозначает бесконечно большое увеличение или же исчезновение да­ ты, ширины, площади, объема, формы. Идеали­ зация физико-механических показателей озна­ чает исчезновение характеристики материала, например, веса. Система, «потерявшая вес», компенсирует эту утрату за счет другой систе­

Модель конструкторскоизобретательского поиска

В результате системного анализа и клас­ сификации показателей объектов и изобрета­ тельских приемов была создана обобщенная

114

модель конструкторско-изобретательского по­ иска. Существо модели заключается в фор­ мальной увязке показателей и приемов во вре­ мени с целью получения единой основы построения ДМП и дальнейшего использова­ ния ДМП для решения изобретательских задач на ЭВМ. Разработка общей модели базировалась на следующих рассуждениях:

Изменения значений любого из показателей Пкг могут быть фиксированы на оси абсцисс и принимать любые значения, как реальные, так и отраженные показатели, или показателифантомы. Примеры показателей реальных и фантомных: вес — антивес, прибыли — убытки,

красивое — безобразное. Реальные

значения

показателей

имеют положительные

значения:

О < Г1„г < +

со,

а фантомы — отрицатель­

ные: — оо<”Пкг <

0.

 

Изменения

значений П кг во времени обеспе­

чиваются введением временной оси ординатТ/. Довольно много удачных приемов относят на­ чало работы системы в прошлое (предвари­ тельная расстановка элементов, предваритель­ ное напряжение конструкции) и на оси орди­ нат занимают область отрицательных значений

— от< 1, < 0. Если же приемы предусматри­ вают изменение показателей системы во время ее работы в будущем (регулирование различ­ ных показателей, поочередная работа элемен­ тов системы, проскок опасных участков на вы-

Рис. 47. Обобщенная модель поиска конструкторско-

изобретательских решений.

соких скоростях), то речь идет о положитель­ ных значениях 0 < Тг < + < » . П ри’ Тг — 0 фиксируются значения Пк в настоящее время, т. е. приемы предполагают, что показатели приняты и остаются неизменными во все вре­

мя работы.

Пакет плоскостей Пкг — Тг характеризует пакет решений конструкторско-изобретатель­ ских задач. Например, если принять в качеству показателя П к; вес системы, то пакет плоско­ стей будет характеризовать пакет 1, 2, 3,...п решений путем изменения массы (одна пло­ скость), применения электромагнитных сил (вторая), аэродинамических (третья) и т. д.

8*

115

 


Переход от плоскости к плоскости качествен­ но меняет методы решения задач.

- В этой модели получают возможность алго­ ритмического описания все известные приемы решения конструкторско-изобретательских и художественно-конструкторских задач, в част­ ности сформированные 10 групп основных при­ емов. Обозначим величину показателя исход­ ной системы-прототипа через Пк исх и огово­

рим, что существуют две группы показателей — дискретные, или делимые, показатели (коли­ честворабочих органов, позиций,одновременно обрабатываемых деталей) и непрерывные, или неделимые, показатели (температура, давле­ ние, шум, вибрации). Если показатели характе­ ризуют неделимость системы, то отклонение Пкг по отношению к Пк исх не более чем в 2 ра­

за в большую или меньшую сторону (интервал 0,5 Пкисх < Пкг- < 2 Пк исх) будет обозначать

адаптацию, а более чем в 2 раза — мультипли­ кацию (изменения в интервалахПкг^ 2 П Кисх,

0 < Пкг< 0 ,5 П кисх. Например,незначитель­

ное увеличение температуры будет говорить об адаптации, а резкое, уменьшенное значение температуры •— о мультипликации. Если же показатели характеризуют делимость системы в каком-либо отношении, то интеграция бу­ дет охватывать интервал значений, в которых Пи меньше Пк исх (0 < Пкг < Пк исх) , а диф­

ференциация — интервал

больших значений

(Пк<> П к.исх). Например,

увеличение числа

электродвигателей в станке ведет к дроблению кинематической схемы на независимые участ­ ки, к ее дифференциации, а уменьшение числа электродвигателей в пределе — единый элект­ ропривод станка, характеризует интеграцию кинематической схемы.

В отдельных, достаточно редких случаях в изменяющейся системе можно одновременно наблюдать и адаптацию, и мультипликацию, и дифференциацию в зависимости от того, ка­ ким образом охарактеризован исходный пока­ затель. Предположим, в сложной и большой конструкции (корабль, ракета) изменяется ис­ ходное число деталей в целях приспособления к новым задачам. Если показатель П кг будет оценивать относительную величину, процент­ ное соотношение числа деталей системы по от­ ношению к прототипу, то изменения Пкгмо­ гут характеризоваться адаптацией и мульти­ пликацией. Действительно, отброс или прибав­ ление 1 — 2 деталей по отношению к массиву нескольких десятков тысяч настолько незначи­ тельно изменят относительную, процентную величину, что показатель практически потеря­ ет дискретную природу и может быть причис­ лен к неделимым. В то же время показатель может оценивать абсолютную величину, про­ сто количество деталей в системе, и тогда по­

116


казатель безусловно причисляется к делимым,

изменений должны быть взаимосогласованы.

а убывание или возрастание его будет харак­

Так, например, на уменьшении количества эле­

теризовать и

интеграция

и

дифференциа­

ментов системы

строятся

приемы «Компакт­

ция.

 

 

 

 

 

ность», «Упрощение формы», «Упрощение

Что же касается инверсии, то в самом общем

конструкции»,

 

а

на

увеличении — приемы

случае ее можно посчитать как нетрадицион­

«Дробление», «Дырчатость», «Многоэтажная

ное изменение показателей Пкг : уменьшение

компоновка», «Усложнение формы», «Услож­

температуры вместо увеличения, увеличение

нение конструкции».

 

 

 

 

 

веса вместо уменьшения, создание вакуума

При построении модели для отдельной кон­

взамен требуемого вроде бы значительного

струкции или группы конструкций по ограни­

давления, и наоборот. Например, вместо умень­

ченному кругу показателей, можно использо­

шения усилить вредные факторы на рабочем

вать изменения абсолютных значений показате­

месте, чтобы они перестали быть вредными,—

лей. Но если иметь в виду широкий

внутри­

шумный звук перевести в бесшумный ультра­

отраслевой и

межотраслевой

поиск

решений

звук

(ультразвуковая бормашина человеку до­

(включая природные

«конструкции»),

целесо­

ставляет меньше неприятностей и боли). Им-

образно сразу же переходить к показателям,по­

пульсация и динамизация обусловлены введе­

строенным на

изменении относительных значе­

нием оси Т;,

импульсным и постоянным изме­

ний, смещая в каждом случае поиска П к исхк 1,0

нением показателей

Пкг. Неология и аналогия

(скользящий масштаб).

В

настоящее время в

обусловлены переходами внутри пакета реше­

лучшем случае

около

трети

используемых

ний от плоскости к плоскости, причем неология

Пкгимеют количественные характеристики, но

будет характеризоваться поиском уже сущест­

еще меньшее их число обладает объективными

вующего решения по возможности в закончен­

критериями сравнения и оценки. Формирование

ной

конструктивной

форме,

а аналогия —

в количественной форме таких сложных пока­

поиском всего лишь идеи решения. Наконец,

зателей, как комплексные конструкторско-тех­

идеализацию можно представить себе образно

нологические, удобства обслуживания и без­

как «прокол» пакета плоскостей по требуемо­

опасности,

художественно-конструкторские,

му значению

ПК(- и последующий поиск реше­

тесно связано с успехами быстро крепнущей

ния задачи близ «прокола».

и направления их

науки о комплексной

оценке

качества си­

Все показатели системы

стем —квалиметрии.

 

 

 

 

 

117


Десятичная матрица поиска отраслевая

 

 

 

 

Основные

Основные группы показателей

неология

адаптация

мультипликация

дифференциация

Пк

 

________ j __________

 

 

 

1

3

4

 

 

 

 

I I I

Геометрические показа­

1-

1. 1.

тели

 

Традиц. тумбы —

 

 

«пьедесталы» в

станках

1.

2.

1.

3.

1.

4.

Верт. компоновка

Многоэтажные ин­ Подвесные пульты

 

ток. станка («по­

 

струментальные

 

управления

 

ложить на бок»)

 

стеллажи

 

 

Физико-механические по­

2

2. 1.

казатели

 

Железобетон

станкостроении (станины)

I

2.

2.

2.

3.

 

2.

4.

в Масляный туман

Алмазная

обра­

Жидкостная поли­

 

для охл. обраб.

 

ботка металлов

 

ровка

 

деталей

 

 

 

 

 

Энергетические показа­

3

тели

 

Конструкционно-техно­ 4 логические показатели

Надежность и долговеч­

5

ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

3.

1.

 

и

3.

2.

 

 

3.

3.

 

 

3.

4.

Пневмопривод

Электроизоляцион­

Использов. лазера

Разделенные при­

гидропривод

в

ные покрытия

из

 

для

обработки

 

воды в станке

станкостроении

 

полимеров

 

 

металлов

 

 

 

4.

I.

 

 

4.

2.

 

 

4. 3.

 

 

4.

4.

Замена механиче­

Замена

механ.

за­

Шариковая

гайка

Карданный вал

 

ских схем в стан­

 

жима

деталей

 

с ходовым

вин­

 

 

 

ках электрич.

 

гидравлическим

 

том

 

 

 

1

5.

1.

 

 

5.

2.

 

 

5.

3.

 

 

5.

нерж.

 

об­

 

уп­

4.

Использ.

Упрочняющая

Лабиринтные

Струйная целена­

 

стали,

титанов,

 

работка поверх­

 

лотнения

 

 

правленная смаз­

 

сплавов

в

стан­

 

ности

шпинделя

 

 

 

 

 

ка колес

костроении

118


Т а б л и ц а

3

Тема: станкостроение группы приемов Пр

интеграция

инверсия

импульсация

динамизация

аналогия

идеализация

5

6

1. 5.

Закрытое ис­ полнение ме­ ханизмов (ко­ жухи)

1.6.

Некруглые валы

 

7

 

 

8

 

9

 

10

1.

7.

тру­

1.

8.

1.

9.

1.

10.

Телескопич.

Гибкий проволоч­

Торцевая

рейкаВзрывные заклепки

 

бы для прутков

 

ный вал

 

улитка

 

 

 

в револьв. стан­

 

 

 

 

 

 

 

ках

 

 

 

 

 

 

 

2.

5.

 

2.

6.

(«резино­

2.

7.

взры­

2.

8.

2.

9.

 

2.

10.

го­

 

Фотоэлектрич.

Гибкие

Штамповка

Сплавы, возврат.,

Хромопластовые

Шлифовальн.

 

копирование

 

вые»)

магниты

 

вом

 

 

форму деталям

 

модели

станков

 

ловка на

воз­

 

(мех.

обра­

 

 

 

 

 

 

 

при нагреве

 

(«хамелеоны»)

 

душной подушке

 

ботка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

5.

привод

3.

6.

 

3.

7.

 

3.

8.

3.

9.

мощности

3.

10.

 

Единый

Реверсирование

Двухскоростные

Стабилизаторы

Оценка

Авторегулядия

 

 

станка

 

 

электродвига­

 

двигатели

в

 

энергии

 

привода в лоша­

 

мощности в стан­

 

 

 

 

теля

 

 

станках

 

 

 

 

диных

силах

 

ках

 

(л. с.)

4.

5.

4.

6.

деталей

4

.7.

4.

8.

«Свернутые» ки­

Вращение

Долбление,

стро­ Волновые

 

нематические

 

вокруг

инструм.

 

гание

 

дачи

 

схемы

 

головок

 

 

 

 

 

4.

9.

4.

10.

пере­ «Автоматические

Гидростатические

 

руки» (манипу­

 

воздушные опоры

 

ляторы)

 

 

5. 5.

Моноблочные

станины

станков

5.

6.

5.

7.

креп­

5.

8.

заготовки

5.

9.

 

5.

10.

Инструмент разо­

Магнитное

Зажим

Самозатачиваю­

Предохранители

 

вого пользова­

 

ление

деталей

 

силамр

резания

 

щиеся

много­

 

(например, пре-

 

ния

 

при шлифовании

 

 

 

 

слойные резцы

 

дохран. муфты)

119