创新设计概论期末作业

发布 2020-02-25 22:25:28 阅读 9548

姓名:顾裕覃。

学号:1043021069

班级:机制3班。

选择第(3)题作为期末作业。

一、 问题描述。

我国东北地区冬季降雪较多,这时汽车在雪地行驶会打滑造成交通事故,为避免由此造成的人身伤害和财产损失,现在需要分析此问题并制定一些方案来解决。

二、 问题分析。

1、 功能分析。

根据标准解的使用过程,首先判断该问题属于“需要改进系统”而不属于“检测和测量问题”。所谓“需要改进系统”在这个问题上,是指汽车在正常路况下行驶时原则上不会出现打滑的现象,行驶比较平稳,而在冰雪覆盖的路面上行驶由于汽车本身的防滑技术并没有做到位,故导致车轮与地面之间会出现打滑现象,因此需要提高汽车的防滑能力。在这里用功能分析方法来看,汽车是技术系统,而雪地是超系统,众所周知超系统是无法改进的,所以在这里主要对汽车进行改进,已达到防滑的目的。

2、 因果分析。

汽车在雪地行驶会打滑,很显然是因为汽车轮胎与地面间的有益摩擦力不够大(汽车的前行需要主动轮与地面间的有益摩擦),而摩擦力的大小与摩擦系数和压力(即车身重力)有关,车身重力不够,摩擦系数过小都会引起打滑,但是在这里摩擦系数是引起汽车打滑的主要原因。

3、 资源分析。

可从两方面分析,一是从汽车自身分析,可以利用汽车的某些配件(防滑链、表面与地面摩擦系数较大的轮胎),通过更换、装配等达到解决问题的目的;二是从环境分析,即从雪地方面分析,可以利用某些化学物质来改变雪地的与车轮的摩擦。

三、 解决方案。

1.建立物场模型。

1)识别元件通过分析可以知道该物场的模型是有害完整模型,该物场3个元件是“打滑”(场),雪地(s2),汽车(s2)

2)构建模型如下图所示。

3)选择恰当解子集为s1.2破坏物场模型。

s1.2.1引入s3消除有害作用。

s1.2.2引入改进的s1或(和)s2来消除有害作用。

s1.2.3排除有害作用。

s1.2.4用f2来抵消有害作用。

s1.2.5切断磁影响。

可知只有s1.2.1和s1.2.2能满足解的条件。

2.确定方案。

方案一:通过增加汽车的车身重量来增加汽车轮胎与地面之间的摩擦力,使得汽车在雪地中行驶时不容易打滑。增加车身重量的方法有很多,如在车上放一些铁块等等。

方案二:汽车在雪地里行驶时给汽车上防滑链,这样通过加入第三种物质s3(防滑链)来阻止汽车打滑这一有害作用,改进后的物场如下图:

方案三:为汽车更换与地面摩擦更大的轮胎,改善汽车自身的行驶条件。

四、 方案评价。

对方案一的评价:

简单易行,而且成本较低,但是增加车重会使得车内空间变狭小,而且汽车自身的惯性会增大,有可能会引起其他的有害作用。

对方案二的评价:

防滑链的拆、装较为麻烦,而且成本稍高,但是给汽车加上防滑链十分长有效的防滑方法,能够保证汽车较为正常的行驶,不容易发生事故,而且不会引起其他次生的有害作用。

对方案三的评价:更换轮胎对防滑效果并不是很好,不能原则上地解决问题而且更换程序麻烦。

综上所述,选择方案二最为合适,即给汽车上防滑链对防滑最有效可行。

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