Эффективная подготовка к государственным междисциплинарным экзаменам для студентов технических специальностей (стр. 32 )

Метод отражает зависимость результатов воздействия от физической схемы. Эта зависимость двояка: с одной стороны, физический эффект можно заменять, изменять, модифицировать, с другой стороны, замена геометрической формы.

Для каждого физического эффекта существует некоторый набор геометрических форм, которыми обеспечивается наилучшие проявление результата воздействия в том случае, если проявляются дополнительные результаты, то геометрическая форма убирается из условия уменьшения их величины или из условия повышения их влияния. По некоторым физическим эффектам имеются только неопределенные формы (эффект Холла). Особо следует отметить представление физических эффектов в области нанотехнологий.

Критерии:

1) технологичность изготовления структурных элементов под технологичностью понимается минимизация затрат на изготовление элементов с применением заданной технологии.

2) Конструктивная сложность - характеризуется комбинацией различных геометрических форм, наличием вспомогательных элементов и принятой технологии.

3) материалоёмкость.

4) стоимость материалов веществ.

5) выбор веществ и материалов.

Порядок разработки модели на уровне физических эффектов.

1) Формулировка основных функций.

2) Построение моделей черного ящика.

3) Построение модели состава системы.

4) Построение модели структурная схема системы.

5) Построение физической схемы модели.

Функции:

1) Освещение.

2) Движение изображения.

N элем.	Наименование	ФЭ
1	Лампа	1) Эффект преобразования ЭП в ЭМИ 2) Эффект Джоуля.
2	Подвижное изображение	1) Эффект светопроводности. 2) ИК излучение. 3) Эффект теплопроводности.
3	Крыльчатка	1) Эффект преобразования поступательного движения воздуха во вращательное движение крыльчатки. 2) Эффект теплопроводности.
4	Абажур	1) Эффект светопроводности.
5	Основание	1) Эффект тепловой конвекции. 2) Эффект теплопередачи.

8. Графические модели технических систем

К ГМ относятся схемы, циклограммы, графики. Графические модели позволяют моделировать многие объекты - различные виды схем:

1) оптическая схема

2) кинематическая схема

3) гидравлические схемы

4) Электрические схемы

5) Монтажные схемы

6) Конструкторская документация

Основной особенностью графической модели является рациональный выбор средств отображения.

При зрительном воображении человек не может держать под контролем свыше 5-7 структурных элементов системы. Происходит дробление системы, и исследование системы проходит по частям. Расширение зоны внимания может быть обеспечено только на основе графической информации (непосредственное изображение, условное изображение объекта или его составных частей). Воображение возможной проблемной ситуации на носителе информации (бумага, дисплей) представляет собой графическую модель системы или ее структурного элемента.

Недостатки: неадекватное действительности зрительное представление, неправильное определение основных взаимосвязей структурных элементов.

Плюсы: позволяют учитывать взаимную связь многих, в том числе не формализованных параметров, позволяют решать задачи не прибегая к сложным математическим моделям, гибкость адаптации к различным проблемным ситуациям. Наиболее распространенным видом ГМ является чертежи, эскизы ТС и ее элементов.

На первом этапе отражаются основные, принципиальные особенности ТС. На втором этапе – графическое представление ТС (эскиз) – упрощенное представление ТС в целом и ее основных структурных элементов без указания размеров, материалов, но с обязательным выбором геометрической формы, соотношений параметров элементов, взаимных связей. На третьем этапе дается информация, обеспечивающая не только подробное представление ТС, но и ее изготовление.

Знаковые модели. Модели условного подобия

Суть – лаконично и точно передать специфику модели.

Для разработки знаковых моделей исп-ют сист. правил построения и исп-ия. Имеют широкое распр-ие в м/н практике.

К знаковым моделям относ-ся:

- товарные знаки, защищаемые во всех странах (лаконично и точно передают специфику модели)

- коды

- знаки дорожного движения (лаконично регламентируют наши действия)

- мнемоники

- знаки госуд. власти

- арифметич. знаки и т. д.

Знак. мод. какого-то объекта или системы дает нам инф-цию о структуре системы.

Ex: H-водород, О-кислород. Модель – Н2О

- МарГТУ, -ФИиВТ

Важнейший и наиболее распространенный вид знакового моделирования – это логичко-математическое моделирование.

Некоторые знаковые системы стандартизированы.

Назначение знаковых моделей:

1) Сист, используемые в одних областях

2) Сист, используемые в нескольких областях применения

9. Функциональная аналогия

При разработке различных видов моделей широко используется аналогия.

Аналогами принято называть такие объекты, которые имеют сходство по структуре, по принципу действия, по функциональному назначению, по достигаемому эффекту.

Виды аналогий:

1) функционально–структурная (используется при кибернетическом подходе)

2) структурно-функциональная (при системном анализе)

3) функциональная (при поисковом конструировании)

По разновидности:

1) прямая аналогия

2) личная аналогия (эмпатия) – формируется на основе участия самого специалиста, решающего задачу, в той или иной системе в качестве одного элемента

3) фантастическая

4) символическая (название книги)

Применительно к техническим системам применяются следующие аналогии:

1) перенос аналогов из других областей (науки, техники, искусства)

2) перенос аналогов внутри техники (стандартизация, унификация, подражание, имитация, агрегатирование)

3) перенос прототипов техники в другую область деятельности прототипов живой природы в объекты техники, прототипов из искусства в конкретные примеры техники.

Функциональная аналогия

Аналогия является научным методологическим средством. Выполняет познавательные, эвристические, трансляционные и другие функции в деятельности специалиста. Под функцией в технике понимают способность ТС внешне проявлять свои свойства в данной системе отношений. Аналогией функциональных отношений между сравниваемыми объектами определяется по однородности функций. Функция и структура находятся в диалектическом единстве. Эта взаимосвязь является основанием для применения функционально-структурных А. При кибернетическом подходе преимущественно применяется функционально-структурная А, в СА - С-Ф.

Приемы и примеры ФА: 1. Перенесение объектов природы в технику по аналогичному назначению 2. Перенесение объектов природы в технику с выявлением скрытых Ф свойств. 3. Построение по прототипам живой природы функционально аналогичных структур в технике. 4. Перенесение технических средств в другую область для выполнения аналогичных функций. 5. Перенесение технического объекта в другую область для выполнения аналогичных функций с возложением дополнительных функций. 6. Протезирование 7. Замещение технического объекта функциональными эквивалентами.

Виды аналогий (дополнение)

Функциональная, Структурная, Внешней формы, Отношений

Структурная аналогия (дополнение)

Под структурной ТС понимают строение и внутреннюю форму организации системы, конструктивное единство устойчивых взаимосвязей между ее элементами.

Аналогия структур применяется в 3 основных видах:

1) изоморфизме (системы объектов, которые являются моделью другой системы),

2) гомоморфизме (системы объектов с заданными в них отношениях),

3) гомологии (аналогии общего принципа).

Приёмы СА: 1) Подражание в технике биомеханическим структурам. 2) Подражание биохимическим структурам. 3) Подражание биоархитектурным структурам 4) Подражание структурам неорганической природы. 5) Подражание структурам технических объектов прошлого. 6) Реинтеграция - создание сложного технического объекта по структурной аналогии с простым объектом. 7) Перенесение структурного аналога в другую область для выполнения одной из функций.

Аналогия внешней формы (дополнение)

ВФ технических объектов объясняется разными факторами: материалами, функциональными и структурными особенностями и др.

Приемы аналогии формы:

1) Биоморфизация (подражание внешнему виду объекта живой природы)

2) Имитация внешнего вида объектов живой природы с целью создания видимости тождества

3) Имитация внешнего вида известных и ценимых в обществе объектов.

4) Копирование формы объекта.

Аналогия отношений (дополнение)

Виды отношений: причина-следствие, часть-целое, аргумент-функция, отношение порядка, последовательности. синхронности, пропорциональности, масштаба.

10. Структурная аналогия

При разработке различных видов моделей широко используется аналогия.

Аналогами принято называть такие объекты, которые имеют сходство по структуре, по принципу действия, по функциональному назначению, по достигаемому эффекту.

Виды аналогий:

1) функционально–структурная (используется при кибернетическом подходе)

2) структурно-функциональная (при системном анализе)

3) функциональная (при поисковом конструировании)

По разновидности:

1) прямая аналогия

2) личная аналогия (эмпатия) – формируется на основе участия самого специалиста, решающего задачу, в той или иной системе в качестве одного элемента

3) фантастическая

4) символическая (название книги)

Применительно к техническим системам применяются следующие аналогии: