产品设计中的效应概要.ppt

传统的皮带是环状，皮带的外表面有研磨性物质，皮带安装在机器上。当需要打亮物体时，只要对着移动的皮带压住物体。但是使用过一阵子，皮带上的研磨物会被磨尽，皮带必须更新，这会失去很多的生产时间。 基于上述认识，将所有的物理、化学和几何效应搜集起来，然后以创新性方式整理物理学、化学和几何学，按功能对效应进行分类； 建立和使用已发明为目的效应知识库，将效应作为一种创新工具，以便在寻找实现某种功能的效应时能够迅速地找到它们。 效应是输入、输出之间的关系，如图a所示。 一般而言，每一个效应有一输入和输出，因此效应模型有两个接线（两极），如图b所示。 大多数效应都可以通过一个辅助量来控制，可控制的效应有三个接线（三极），如图c所示。控制流可以控制或调整效应的输出。 例如：杠杆效应可以改变力的大小和方向。 如图所示：长度（l）是杠杆效应的控制流，假设力（F1）不变，改变动力臂和阻力臂的长度可以改变力（F2）的大小。 具有多个输入流、输出流或控制流的多极效应模型如图所示。图中列出了8种效应模型，每一种效应模型的输入流、输出流或控制流均不多余2个，其他情况可同理类推。 单一效应模式：由一个效应直接实现，即内部行为只包含一个子行为，如图所示。 串联效应模式：由按顺序相继发生的多个效应共同实现，如图所示。 并联效应模式：由同时发生的多个效应共同实现，如图所示。 环形效应模式：由多个效应共同实现，后一效应的输出流的一部分或全部通过一定的方式送回到前一效应的输入端，如图所示。 控制效应模式：由多个效应共同实现，其中一个或多个效应的输出流由其他效应的输出流控制，如图所示。 效应连接规则： 在上述效应模式中，邻接效应的输入流与输出流必须相容，以保证效应连接的可行性。 另外，虽然在理论上组成效应链的效应数流可以任意确定，但为使设计的系统简化，组成效应链的效应数量应该尽可能的少。 1）问题分析 功能分析 2）确定需求的功能 2.4 效应链 将效应链基本组成方式称为效应模式。 效应模式有以下几种形式： 单一效应模式 串联效应模式 并联效应模式 环形效应模式 控制效应模式 2.5 效应模式 例如，杠杆效应可以改变力 (F） 的大小或方向。 2.5效应模式 例如，热传导效应可以改变物体的温度，即实现行为：[T1]增加[T2]；当温度（T2）超过形状记忆材料的相变点温度（T0）时，形状记忆材料会恢复原状而产生形变（TF），形状记忆效应可以实现行为：[T2]产生[TF]（T2 T0）；热传导效应(E1)和形状记忆效应(E2)可以联结起来构成串联效应模式实现行为，如图所示。 2.5效应模式 例如，电磁感应效应(E1)和流体效应(E2)与波义尔效应(E3)构成并联效应模式，将电磁感应效应输出的动能和流体效应输出的水结合产生液流实现行为，如图所示。 2.5效应模式 例如，热传导效应(E1)与热力学第一效应(E2)构成环形效应模式，将热力学第一效应输出的水反馈到热传导效应的输入端实现行为 ，如图所示。 2.5效应模式 例如，弹性-塑性形变效应(E1)与形状记忆合金效应(E2)构成控制效应模式，将弹性-塑性形变效应的输出流联结到形状记忆合金效应的控制端实现行为，如图所示。 2.5效应模式 2.5效应模式 2.6 效应解决问题的一般过程 问题分析 功能分析 查找恰当的效应 利用关联和 控制效应改进功能 方案验证 问题原理解 确定需求功能 问题描述 关联效应 控制效应 改变控制参数 输入/出关联效应 传统的肾结石提取器无法破坏较大的结石，要实现对较大结石的破碎，必须在较小的空间内产生一个相对较大的力 3 工程实例 肾结石提取器工程实例 3 工程实例 产生力：胡克效应、电场效应、磁场效应等 产生形变：形状记忆效应、热膨胀效应等 需求功能：产生力 3）查找效应 温度 形状记忆效应 形变 力 胡克效应 4）利用效应 3 工程实例 通过流体加热形状记忆合金使其产生形变，利 用形状记忆合金的形变产生力 5) 解决方案 3 工程实例 先用拉力使形状记忆合金产生形变，然后用热水 形状记忆合金使其恢复初始状态，这样就能实现 肾结石提取器在小空间内产生较大的力。 TRIZ(发明问题解决理论) 每天进步一点点 产品设计中的效应 目的：初步了解效应在产品概念设计中的 应用 预计用时：120分钟 2012年11月 工程实例 概述 效应 1 2 3 2.1 什么是效应? 2.2 效应的分类 2.3 效应与科学原理 2.4 效应链 2.5 效应模式 2.6 效应解决问题的一般过程 物理 化学 几何 生物 创新中如何应用呢 1 概述 功能 产品 市场 产品开发过程 用户需求 1 概述 需求进化定律