物場分析理論

物場分析理論第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月課程工程視頻清單1、迪拜神奇世界島

2、希思羅機場

3、迪拜帆船酒店

4、巴林世貿(mào)中心

5、大型強子對撞機

6、南極研究站

7、再造胡佛水壩

8、北京國家體育館

9、北京水立方

10、中國終極港口

第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第三講物場分析理論發(fā)明課題基本理論1課題矛盾（1學時）2課題模式（2學時）3物場分析（6學時）4解決課題的措施（6學時）第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3物場分析物場的構(gòu)成與定義物場組建規(guī)則物場分析方法第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1物場的構(gòu)成與定義（1）物場構(gòu)成（2）物場定義第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）物場的構(gòu)成課題模式對應的三種物場構(gòu)成一個元素兩個元素三個以上的元素物場——最小的技術(shù)系統(tǒng)（三個要素：兩個物質(zhì)和一個場）第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物場：最小的具有功能的可控技術(shù)系統(tǒng)模型1S課題：測量山洞的高度只有S1——山洞，需要加入一個物質(zhì)和一個場條件限制苛刻：儀器有，但重量應幾乎為零或者為負值（升力）條件的實現(xiàn)：即想象的物質(zhì)化！為使儀器重量為零或負，需要升力作為補償

——利用繩子拴住氣球！2S課題：精確測量機油中是否含水的方法S1—油，S2—水，需要加入一種簡便易得的場在區(qū)分性的眾多特性中，沸點、比重是最普遍的特性加入熱場：在金屬片上將一滴機油，加熱至100℃

——構(gòu)建完整物場第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物場：最小的具有功能的可控技術(shù)系統(tǒng)S1、S2，F(xiàn)課題：抓取器在空心圓柱形導桿上滑動的潤滑系統(tǒng)：采用與自來水管相連的噴霧器，受供水管網(wǎng)水壓波動影響，小水滴不能均與地覆蓋住導桿的全部表面S1—導桿，S2—水，力場F—水壓不好用去掉壞場，更換S2

S1,S2

管道水空氣中的水

并通過它加入一個場溫度場空心導桿內(nèi)設置供冷系統(tǒng)冷卻使空氣中的水分子在導桿上凝結(jié)

——改造原有物場第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）物場定義：物質(zhì)、相互作用、場物質(zhì)：材料、技術(shù)系統(tǒng)或其組成部分、外部環(huán)境、活的有機體……揭示物體實質(zhì)，拋開物體多余的特性，區(qū)分能引起沖突的特性；物質(zhì)解除了我們對物體的認知慣性相互作用：影響、作用，聯(lián)系場：技術(shù)系統(tǒng)中的廣義場物理學場：重力場、電磁場、強相互作用場（核力場）、弱相互作用力場技術(shù)場：便于描述技術(shù)系統(tǒng)力場：壓力、沖擊、脈沖聲場：超聲波、次聲波電場：靜電、電流磁場、電磁場熱能場：加溫、冷卻光學場：紫外線、紅外線、可見光電離輻射場放射性輻射場化學場：氧化、還原、酸性、堿性環(huán)境氣味場…………第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2物場組建規(guī)則意義：物場分析的基礎提供統(tǒng)一的公式指出解決問題方向第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況1：非物場系統(tǒng)（只包含一個組件）

非完備物場規(guī)則1：構(gòu)建完備的物場模型，進行物場轉(zhuǎn)換改進物場模型，增強物質(zhì)可控性、保障場發(fā)生所需作用例子：向火柴盒填裝火柴如何保證一定數(shù)量的合格火柴按統(tǒng)一方向裝填？第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況2：完備物場，但存在不良作用規(guī)則2：把易控的具有所需特性的補充物S3引入到物質(zhì)S2里，形成復合物場第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況2：完備物場，但存在不良作用規(guī)則2：把易控的具有所需特性的補充物S3引入到物質(zhì)S2里，形成復合物場補充物可引入到物質(zhì)內(nèi)部——內(nèi)部復合場（S2，S3）物質(zhì)外部（不允許引入到物質(zhì)內(nèi)部時）——外部復合場S2，S3例子1：內(nèi)部復合場預先在刀口邊緣上模壓嵌入不同顏料，根據(jù)出現(xiàn)顏色的順序分析刀具磨損的過程例子2：外部復合場把磁粉加到谷物中，利用材料居里點在65℃下磁場加熱，以消滅谷物中害蟲的幼蟲和卵第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況3：完備物場，但系統(tǒng)不允許引入其它物質(zhì)規(guī)則3：引入外部環(huán)境中現(xiàn)有的物質(zhì)，在外部環(huán)境中形成物場物質(zhì)S3：自然環(huán)境中存在的特質(zhì)：空氣、水、灰塵、土壤，它與技術(shù)系統(tǒng)中物質(zhì)（S1或S2）相互作用例子：保證賽車與道路的附著性利用空氣形成大氣附加降力和負壓：安裝若干個反翼（倒放的機翼）——高速時補充向下附著力，散熱器、車身外緣和散熱排氣孔布局可使底盤下方形成空氣稀薄區(qū)第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況4：完備物場，需要引入外部物質(zhì)，

但外部環(huán)境不包括所需物質(zhì)規(guī)則4：通過外部環(huán)境的置換、分解或引入補充物獲得這種物質(zhì)S3例子：對飼養(yǎng)的豬進行疫苗接種，用注射器很麻煩。采用疫苗氣霧環(huán)境：動物被趕到一個圈里關半小時，呼吸那里飽含牛痘苗的空氣第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況5：完備物場，但需要定量或最優(yōu)的作用狀態(tài)， 而現(xiàn)有條件無法保障規(guī)則5：多做一點，再把多余的部分帶走情況1：場的盈余部分由物質(zhì)帶走情況2：物質(zhì)的盈余部分由場帶走例子1：防止高層建筑鋼骨架過熱的方法向空心構(gòu)件中注水，火災時水沸騰，蒸汽帶走多余熱量例子2：均勻涂漆的方法 將工件泡在染料缸里，用離心力將多余的染料甩出去第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況6：完備物場，但需要對某個物質(zhì)使用最大作用，而條件不允許規(guī)則6：把最大作用狀態(tài)作用于與之有關聯(lián)的另一物質(zhì)例子：拉伸鋼筋到需要延長量，為保證機械強度，加熱法不能超過400℃，機械場的施加方案：加熱可重復利用的耐熱金屬棒，并使之與需要拉伸的鋼筋連接，冷卻后耐熱金屬棒變短，使需要拉伸的鋼筋變長媒介的作用第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月情況7：完備物場，但需要有選擇的對特定區(qū)域使用最大作用或最小作用規(guī)則7：大作用場：在特定區(qū)域引入防護物質(zhì)，以屏蔽過強的作用場小作用場：在特定區(qū)域引入物質(zhì)用于生成局部的強化場例1：防護面具（S2）：焊接區(qū)需要強光（Smax），眼部需要弱光（Smin）例2：精確定點爆破：在爆破區(qū)（Smax）用噴槍噴上炸藥（Sampl）引爆火藥，保護了非爆破區(qū)（Smin）第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月物場組建規(guī)則小結(jié)規(guī)則1：非完備物場，構(gòu)建完備的物場模型，進行物場轉(zhuǎn)換規(guī)則2：把易控的具有所需特性的補充物S3引入到物質(zhì)S2里，形成復合物場規(guī)則3：引入外部環(huán)境中現(xiàn)有的物質(zhì)，在外部環(huán)境中形成物場規(guī)則4：通過外部環(huán)境的置換、分解或引入補充物獲得這種物質(zhì)S3規(guī)則5：多做一點，再把多余的部分帶走規(guī)則6：把最大作用狀態(tài)作用于與之有關聯(lián)的另一物質(zhì)——媒介規(guī)則7：大作用場：在特定區(qū)域引入防護物質(zhì)，以屏蔽過強的作用場小作用場：在特定區(qū)域引入物質(zhì)用于生成局部的強化場第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月練習題：課題條件—物場分析—答案練習1：需要迅速而準確地發(fā)現(xiàn)冷凍機組中密封不嚴處的方法。因為通過密封不嚴處會滲出液體(氟里昂，潤滑油，液氨等)。分析：要求迅速而準確地發(fā)現(xiàn)微小的液滴，“迅速”與“準確”是矛盾的；答案：在充有氟里昂、潤滑油的冷凍機組(主要是家用冷凍機)中密封不嚴處的方法。其特征是，為了提高確定滲漏處的準確性，將熒光粉與潤滑油一起注入冷凍機中，在暗室里用紫外光照射冷凍機，根據(jù)通過密封不嚴處滲漏出的潤滑油中含有的熒光粉的發(fā)光，來確定滲漏處。經(jīng)驗：條件中給了物質(zhì)S1(液滴)，在答案中引進了第二種物質(zhì)S2(熒光粉)和場F(紫外輻射)。第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月練習題：課題條件—物場分析—答案練習2：使用聚合物制造制品時，怎樣決定聚合物成分硬化的程度?直接測量(“觸摸”)方法是不可能的。分析：要求測定聚合物的硬化程度，應在硬化的材料中放進傳感器。由于傳感器不能停留在里面，所以不可以這樣做；答案：確定聚合物硬化(軟化)程度的方法。其特征是，為了進行非破壞性的檢查，在聚合物中加入磁粉，測定在聚合物硬化過程中磁通量的變化。經(jīng)驗：給了物質(zhì)(聚合物)引進了第二種物質(zhì)(鐵磁粉)和場(磁場)。第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月練習題：課題條件—物場分析—答案練習3：怎樣檢查顆粒狀物質(zhì)的顆粒在假液化時的運動強度?——傳感器分析：在同樣壓力下，顆粒狀物質(zhì)可能以不同的強度運動；傳感器是可以放入顆粒狀的材料中去，可是選用哪種傳感器呢?答案：指示顆粒狀物質(zhì)假液化的聲學方法。其特征是，為了直接檢查顆粒運動的開始和運動強度，在顆粒物中放入金屬棒——聲導，這是轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ǖ穆曊駝觽鞲衅?。?jīng)驗：加入了第二種物質(zhì)(金屬)和場(聲場)。第22頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月練習題：課題條件—物場分析—答案例4：需要設計容易拔出的楔子。分析：使人立刻就會想到安在楔子里的各種機構(gòu)，但其技術(shù)矛盾十分明顯：為使