Применение некоторых физических эффектов при решении изобретательских задач

 

 

Требуемое действие, свойство, функция	Физическое явление, эффект, фактор, способ
Измерение температуры	Тепловое расширение и вызванное им изменение собственной частоты колебаний. Фазовые переходы. Изменение магнитных, электрооптических свойств. Пиро- и термоэлектрические эффекты. Термострикция. Термокапиллярный эффект. Жидкие кристаллы.
Понижение температуры	Фазовые переходы. Сорбция. Механокалорический эффект. Магнитокалорический эффект. Эффект Джоуля – Томсона. Излучение. Термоэлектрические и термомагнитные явления. Диффузия.
Повышение температуры	Трение. Сорбция. Механокалорический эффект. Скачок уплотнения. Тепловые действия токов и полей. Термоэлектрические и термомагнитные явления. Разряды в газах. Излучение. Диффузия. Ультразвуковой нагрев.
Стабилизация температуры	Фазовые переходы.
Индикация положения и перемещение объекта	Реверберация перемещения объекта. Ультразвук. Эффект Доплера – Физо. Интерференция. Голография. Пьезоэлектрический эффект. Оптические методы индикации. Механооптические явления. Поляризация. Ядерно-магнитный резонанс. Магнитная индукция. Радиоактивные и другие метки.
Управление перемещением объекта	Гравитация объекта. Тепловое расширение. Центробежные силы. Закон Архимеда. Подъемная сила. Резонанс. Звуковое давление. Действие электрических и магнитных полей. Световое давление.
Управление движением жидкости и газа	Центробежные силы жидкости и газа. Поверхностные явления. Капиллярность. Осмос. Течение жидкости и газа. Эффект Томсона. Волновое движение. Электрокинетические явления Воздействие электрических и магнитных полей. Воздействие электрических и магнитных полей с ферромагнитными добавками. Световое давление. Ионизация
Управление потоками аэрозолей (пыль, дым, туман)	Центробежные силы. Силы инерции и гравитации. Действие ультразвука Воздействие электрических и магнитных полей. Световое давление. Фото- и тремофорез Конвекция.
Получение смесей, образование растворов	Диффузия. Акустическая кавитация. Колебания, ультразвук. Электрофорез.
Разделение смесей	Гравитация, центробежные силы. Капиллярный полупроводник. Фазовые переходы. Сорбция. Диффузия. Осмос. Ультразвук, стоячие волны. Резонанс. Трибоэлектричество. Электроосмос и электрофорез.
Стабилизация положения объекта	Гироскопический эффект. Стабилизация в электрическом и магнитном полях. Вязкоэлектрический эффект. Тепловое расширение.
Силовое воздействие Регулирование сил Создание больших давлений	Силы инерции, гравитация. Тепловое расширение. Фазовые переходы. Фотоадсорбционный эффект. Гидростатика и гидродинамика. Осмос. Воздействие электрических и магнитных полей. Пьезоэффект и магнитострикция. Световое и звуковое давление. Упругие деформации.
Разрушение объекта	Силы инерции. Фазовые переходы. Деформации. Пьезоэффект. Радиотермолюминисценция. Потенциальная энергия в поле гравитации.
Передача энергии	Эффект Александрова. Тепломассообмен. Ультразвук. Волновое движение. Взаимная индукция. Электромеханические эффекты. Взаимодействие электронов с веществом. Излучение. Лазеры. Сверхпроводимость. Световоды. Тепловой диод. Гидравлические удары.
Измерение размеров образца	Зависимость частоты собственных колебаний от размеров. Электропроводность. Магнитошумовая размерометрия. Магнитная индукция. Суперпарамагнетизм. Оптические и акустические методы. Разряды. Упругое рассеяние электронов. Деформация. Тепловое расширение. Фазовые переходы. Электро- и магнитомеханические эффекты. Нейтронное распухание.
	Контроль состояния и свойств поверхности	Трение. Поверхностные явления. Оптические методы. Муаровый эффект. Электрометоды.
	Изменение поверхностных свойств	Управление трением. Фазовые переходы. Поверхностные явления.. Сорбция. Диффузия. Эффект Баушингера. Эффект Томса. Ультразвук. Поверхностный эффект. Разряды. Облучение.
	Контроль состояния и объекта	Инерция свойств. Закон Архимеда Свободные колебания. Дефектоскопия. Электромагнитные методы. Оптические методы. Радиационные методы.
	Изменение объемных свойств вещества	Фазовые переходы. Электро- и магнитные поля. Ультразвук. Ионизация. Облучение.
	Создание и стабилизация структуры	Волновые явления. Муаровый эффект. Фазовые переходы. Кавитация. Индикация электрических зарядов. Движение электрических зарядов и магнитных полей.
	Индикация излучения	Нагрев веществ излучением. Фотоэлектрические и фотохимические явления. Люминисценция. Ионизация. Оптико-акустический эффект. Явления микромира.
	Генерация электромагнитного поля	Эффект Джозефсона – Ганна. Люминисценция. Электрические методы. Другие методы.
	Управление электромагнитными полями	Электростатическая индукция. Экранирование. Сверхпроводимость. Электромагнитная индукция. Электрокалорический эффект. Пьезомагнетики и пьезоэлектрики. Магнитоэлектрики. Контактные, термоэлектрические и эмиссионные явления. Гальвано- и термомагнитные явления. Электрокинетические явления. Фотоэлектрические явления.

 

Управление светом	Отражение и преломление света. Влияние анизотропии. Нелинейные эффекты.
Инициирование и интенсификация химических реакций	Скачок уплотнения. Кавитация. Ультразвук. Разряды. Излучение.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

Приемы устранения технических противоречий

 

 

1. Принцип дробления.

 

● а) Разделить объект на независимые части.

● б) Выполнить объект разборным.

● в) Увеличить степень дробления объекта.

 

 

Пример. Грузовое судно разделено на однотипные секции.

При необходимости можно делать корабль длиннее или короче.

 

 

2. Принцип вынесения.

 

 

Отделить от объекта «мешающую часть» («мешающее»свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть или свойство.

 

Пример.

 

Обычно на малых прогулочных судах и катерах энергия вырабатывается генератором, работающим от гребного двигателя. Для получения электроэнергии на стоянке приходит ся устанавливать дополнительный электрогенератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Двигатель создает шум и вибрацию. Предложено разместить двигатель и генератор в отдельной капсуле, расположенной на некотором расстоянии от катера и соединенной с ним кабелем.

 

 

3. Принцип местного качества.

 

● а) Перейти от однородной структуры объекта или внеш-

ней среды (внешнего воздействия) к неоднородной.

 

● б) Разные части объекта должны выполнять разные функции.

 

● в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.

 

Пример.

 

Для борьбы с пылью в горных выработках на инструменты (рабочие органы буровых и погрузочных машин) подают воду в виде конуса мелких капель. Чем мельче капли, тем лучше идет борьба с пылью, но мелкие капли образуют туман, что затрудняет работу.

 

Решение: вокруг конуса мелких капель создают слой из крупных капель.

 

Принцип асимметрии.

 

● а) Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.

 

● б) Если объект уже асимметричен, увеличить степень асимметрии.

 

Пример

 

Противоударная автомобильная шина имеет одну боковину повышенной прочности для лучшего сопротивления ударам о бордюрный камень тротуара.

 

Принцип объединения.

 

● а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

 

● б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

 

Пример.

 

Сдвоенный микроскоп-тандем. Работу с манипулятором ведет один человек, а наблюдением и записью целиком занят второй.

 

 

Принцип универсальности.

 

 

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

 

 

Пример.

 

Ручка для портфеля одновременно служит эспандером (а.с. № 187 964).

 

 

Принцип матрешки.

 

● а) Один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и так далее.

 

● б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

 

 

Пример.

 

«Ультразвуковой концентратор упругих колебаний, состоящий из скрепленных между собой полуволновых отрезков, отличающийся тем, что с целью уменьшения длины концентратора и увеличения его устойчивости полуволновые отрезки выполнены в виде полых конусов, вставленных один в другой» (а.с.№ 186 781). В а.с. № 462 315 абсолютно такое же решение использовано для уменьшения габаритов выходной секции трансформаторного пьезоэлемента.

 

Принцип антивеса.

 

● а) Компенсировать вес объекта соединением с другимобъектом, обладающим подъемной силой.

 

● б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (преимущественно за счет аэро- и гидродинамических сил).

 

 

Пример.

 

«Центробежный тормозного типа регулятор числа оборотов роторного ветродвигателя, установленный на вертикальной оси ротора, отличающийся тем, что с целью поддержания скорости вращения ротора в малом интервале числа оборотов при сильном увеличении мощности грузы регулятора выполнены в виде лопастей, обеспечивающих аэродинамическое торможение» (а.с. № 167 784).

 

 

9. Принцип предварительного антидействия.

 

Если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.

 

 

Пример.

 

«Способ резания чашечным резцом, вращающимся вокруг своей геометрической оси в процессе резания, отличающийся тем, что с целью предотвращения возникновения вибрации чашечный резец предварительно нагружают усилиями, близкими по величине и направленными противоположно усилиям, возникающим в процессе резания» (а.с. № 536 866).

 

10. Принцип предварительного действия.

 

● а) Заранее выполнить требуемое действие (полностью или, если невозможно, частично).

● б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на доставку и с наиболее удобного места.

 

 

11. Принцип заранее подложенной подушки.

 

 

Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

 

 

Пример.

 

«Способ обработки неорганических материалов например, стекловолокон, путем воздействия плазменного луча, отличающийся тем, что с целью повышения механической прочности на неорганические материалы предварительно наносят раствор или расплав солей щелочных или щелочно-земельных металлов» (а.с. № 522 150). Заранее наносят вещества, «залечивающие» миктротрещины. А.с. № 456 594: на ветвь дерева ставится кольцо, сжимающее ветвь. Дерево, чувствуя «боль», направляет к этому месту питательные и лечащие вещества. Таким образом, эти вещества накапливаются до спиливания ветки, что способствует быстрому заживлению после спиливания.

 

12. Принцип эквипотенциальности.

 

Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

 

 

Пример.

 

Предложено устройство, исключающее необходимость поднимать и опускать тяжелые пресс-формы. Устройство выполнено в виде прикрепленной к столу пресса приставки с рольгангом (а.с. № 264 679).

 

 

Принцип «наоборот».

 

● а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие.

● б) Сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную – движущейся.

● в) Перевернуть объект вверх ногами, вывернуть его.

 

Пример.

 

А.с. № 156 133: фильтр сделан из магнитов, между которыми расположен ферромагнитный порошок. А.с. № 319 325: «Электромагнитный фильтр для механиче-

ской очистки жидкостей и газов, содержащий источник магнитного поля и фильтрующий элемент из зернистого магнитного материала, отличающийся тем, что с целью снижения удельного расхода электроэнергии и увеличения производительности фильтрующий элемент размещен вокруг источника магнитного поля и образует внешний замкнутый магнитный контур».

 

14. Принцип сфероидальности.

 

● а) Перейти от прямолинейных частей к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.

● б) Использовать ролики, шарики, спирали.

● в) Перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу.

 

 

Пример.

 

Устройство для вварки труб в трубную решетку имеет электроды в виде катящихся шариков.

 

Принцип динамичности.

 

● а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.

● б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

● в) Если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.

 

Пример.

 

«Способ автоматической дуговой сварки ленточным электродом, отличающийся тем, что с целью широкого регулирования формы и размеров сварочной ванны электрод изгибают вдоль его образующей, придавая ему криволинейную форму, которую изменяют в процессе сварки» (а.с. № 258 490).

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819

Поделиться:

Популярное:

1. AT : химич. Природа, строение, свойства, механизм специфического взаимодействия с АГ
2. AVC достигают макс. величины при этом объеме
3. Aбстрактные классы, используемые при работе с коллекциями
4. E) может быть необъективным, сохраняя беспристрастность
5. E) Способ взаимосвязанной деятельности педагога и учащихся, при помощи которого достигается усвоение знаний, умений и навыков, развитие познавательных процессов, личных качеств учащихся.
6. Else write('не принадлежит')
7. else write('не принадлежит')
8. Gerund переводится на русский язык существительным, деепричастием, инфинитивом или целым предложением.
9. I. Общие обязанности машиниста перед приёмкой состава в депо.
10. I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
11. I. Предприятия крупного рогатого скота
12. I. Прием и отправление поездов