Выявление и постановка инженерной задачи: Методические указания к выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Основы инженерного творчества», страница 4

На данном этапе анализа составителю ФС предписывается забыть элементный состав системы, т.е. составлять схему, отвечая лишь на вопрос «Какое действие надо реализовать для достижения поставленной цели?» и никогда не указывать элементную базу для реализации действий. Второе предписание составителю – не ограничивать функциональные действия техническими возможностями известной  элементной базы.

Пример: техническая система - «Тележка прицепная». Составим функциональную схему для первичной главной функции «Транспортировка штучного груза по свежевспаханному чернозему в период распутицы». Для достижения поставленной цели главную функцию следует представить несколькими (двумя-тремя) составляющими, руководствуясь правилом: реализация только всех составляющих функций позволит реализовать ГФ.

Обратимся к рис. 6: при реализации только комплексной функции (КФ) 1 мы можем получить неуправляемое движение, а при реализации только КФ 2 возможность движения может быть не реализована, если сила сопротивления движению превысит силу тяги (буксировки). Следовательно, ГФ будет реализована только при выполнении тележкой обеих комплексных функций. Аналогично формируют и перечень элементарных функций (ЭФ), т.е. каждую комплексную функцию представляют несколькими составляющими, реализация которых обеспечит получение исходной комплексной.

Очевидно, что после составления функциональной схемы разработчику существенно проще формировать стратегию поиска новых технических решений, поскольку перечень элементарных функций позволяет оценить значимость и эффективность функционирования каждого элемента системы при реализации главной функции.

Главная функция (ГФ)

Транспортировка штучного груза по свежевспаханному чернозему в период распутицы


Комплексные функции (КФ)

1.Снижение силы сопротивления движению до уровня, не превышающего силу тяги

2. Обеспечение возможности движения в направлении вектора силы тяги

Элементарные функции (ЭФ)

1.1. Снижение силы сопротивления качению до уровня, не превышающего, в сумме с силами сопротивления подъему и сопротивления воздуха, силу тяги

2.1.Согласование положения ходовых колес тележки с направлением вектора силы тяги

1.2. Снижение силы сопротивления подъему до уровня, не превышающего, в сумме с силами сопротивления качению и сопротивления воздуха, силу тяги

2.2. Предотвращение бокового заноса и опрокидывания при поворотах

1.3. Снижение силы сопротивления воздуха до уровня, не превышающего, в сумме с силами сопротивления качению и подъему, силу тяги

2.3. Предотвращение бокового заноса и опрокидывания при движении на поперечных уклонах

Рис.6. Пример функциональной схемы технической системы «Тележка прицепная»

3.2. Составление матрицы функций технической системы

Матрица функций технической системы (табл.2) позволяет наглядно представить функциональную значимость элементов технической системы, а также их вклад в выполнение главной функции.

Таблица 2

Матрица функций технической системы «Тележка прицепная»

Функции

Элементы технической системы

Петля

Дышло

Ходовая ось

Кузов

1.1. Снижение силы сопротивления качению …

Н

Н

Ос

Н

1.2. Снижение силы сопротивления подъему….

Н

Н

Н

Н

1.3. Снижение силы сопротивления воздуха….

Н

Вс

Вс

Ос

2.1.Согласование положения ходовых колес тележки с направлением вектора силы тяги

Ос

Ос

Ос

Н

2.2. Предотвращение бокового заноса и опрокидывания при поворотах

Вс

Вс

Ос

Ос

2.3. Предотвращение бокового заноса и опрокидывания на поперечных уклонах

Вс

Вс

Ос

Ос