4.5.1. Формулировка и общие понятия.
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование (или сознательное рассогласование) частоты колебаний (периодичности работы) всех частей системы.
Хорошо работают, а значит и жизнеспособны только системы, в которых вид колебаний подобран так, чтобы части системы не мешали друг другу и наилучшим образом выполняли полезную функцию.
Различают два вида колебаний собственные и вынужденные, то есть часть систем может колебаться "как ей хочется" или "как ее заставит" колебаться внешняя сила. Частота собственных колебаний неотъемлемое свойство любой части системы, оно зависит только от характеристик самого объекта (например, от размеров, массы и упругости частей в механических системах, от емкостных и индукционных характеристик в электрических системах). Но самое интересное наступает, когда частота внешних силовых (полевых) воздействий совпадает с собственной частотой колебаний это хорошо всем знакомый резонанс.
Резонанс может быть и полезным, и вредным. Значит, для того, чтобы улучшить работу системы надо или согласовать колебания частей или, наоборот, рассогласовать их. Использование резонанса (или предупреждение его появления) чрезвычайно выгодный прием улучшение работы ТС достигается простым изменением элементов (размеров, массы, частоты), в систему ничего не надо вводить нового. Между тем этот закон часто нарушается есть множество технических решений, в которых ритмика не согласована или согласована во вредном сочетании. Поэтому большой класс задач связан с необходимостью наведения "законного" порядка в неправильно колеблющихся системах.
Задача 8. Дисковые пилы так сильно шумят во время работы, что персоналу рекомендуется надевать специальные звукопоглощающие наушники. Проблему попытались решить в а.с. 519320: для устранения визга предложено сжимать диск с обеих сторон подпружиненными штифтами с шариком. Это образец неразрешенного ТП: чтобы полностью погасить колебания вращающегося диска надо его сжать тисками как можно сильнее, а чтобы диск хорошо крутился, надо штифты убрать совсем. Кроме того, шарики и пружины быстро забиваются пылью и опилками и перестают работать. Как быть?
Из закона согласования ритмики вытекает ряд правил.
В технических системах действие поля должно быть согласовано (или рассогласовано) с собственной частотой изделия (или инструмента).
В ТС должны быть согласованы (или рассогласованы) частоты используемых полей.
Если два действия (например, измерение и изменение) несовместимы, то одно действие осуществляют в паузах другого. Любые паузы в одном действии должны быть заполнены другим полезным действием.
Если требуется измерять характеристики системы, изменение которых влияет на изменение собственной частоты колебаний, то действие внешнего поля согласовывают (или рассогласовывают) с собственной частотой системы и по наступлению резонанса судят об изменениях контролируемых характеристик.
Рассмотрим подробнее некоторые особенности применения правил в конкретных изобретательских ситуациях.
- 1. Введение
- 2. Возникновение и развитие техники
- 2.1. Неизбежность возникновения техники
- 2.2. Схема развития орудий производства
- 2.3. Примеры из истории техники
- 2.3.1. Мельница
- 2.3.2. Изготовление волокнистых веществ.
- 2.3.3. Карандаш (и другие средства для рисования, письма).
- 2.3.4. Изобретение книгопечатания.
- 2.3.5. Зарождение системы связи (приема-передачи информации).
- 2.3.6. Возникновение и развитие паровой машины.
- 2.3.7. Колесо телеги
- 2.3.8. Поморский коч
- 3. Техническая система: понятие, определение, свойства
- 3.1. Общее определение тс
- 3.2. Функциональность
- 3.2.1. Цель - функция.
- 3.2.2. Потребность - функция.
- 3.2.3. Носитель функции.
- 3.2.4. Определение функции.
- 3.2.5. Иерархия функций.
- 3.3. Структура
- 3.3.1. Определение структуры.
- 3.3.2. Элемент структуры.
- 3.3.3. Типы структур.
- 3.3.4. Принципы построения структуры.
- 3.3.5. Форма.
- 3.3.6. Иерархическая структура систем.
- Основные свойства иерархических систем.
- 3). Нечувствительность верхних этажей к изменениям на нижних и наоборот, чувствительность нижних к изменениям на верхних.
- 3.4. Организация
- 3.4.1. Общее понятие.
- 3.4.2. Связи.
- 3.4.3. Управление.
- 3.4.4. Факторы разрушающие организацию.
- 3.4.5. Значение эксперимента в процессе улучшения организации.
- 3.5. Системный эффект (качество)
- 3.5.1. Свойства в системе.
- 3.5.2. Механизм образования системных свойств.
- 4. Законы развития технических систем
- 4.1. Общая часть
- 4.2. Законы как основа тртс
- 4.3. Закон полноты частей системы
- 4.3.1. Формулировка и основные понятия.
- 4.3.2. Критерий определения технических систем среди других технических объектов.
- 4.3.3. Примеры правильного определения частей системы.
- 4.4. Закон "энергетической проводимости" системы
- 4.4.1. Формулировка и основные правила применения при развитии тс.
- 4.4.2. Особенности использования закона при решении изобретательских задач.
- 4.5. Закон согласования ритмики частей системы
- 4.5.1. Формулировка и общие понятия.
- 4.5.2. Использование резонанса - согласование частоты внешнего действия (поля) с собственной частотой системы или ее элемента.
- 4.5.3. Согласование (рассогласование) ритмики работы частей системы.
- 4.5.4. Предотвращение или нейтрализация резонанса - рассогласование собственной частоты системы с частотой внешнего действия или организация противодействия.
- 4.5.5. Явление самосинхронизации вращающихся тел: вред и польза.
- 4.5.6. Согласование (рассогласование) частоты используемых полей.
- 4.5.7. Действие в паузах.
- 4.5.8. Использование колебаний и резонанса в задачах на измерение (обнаружение).
- 4.6. Закон динамизации технических систем
- 4.6.1. Формулировка закона и основные правила его применения.
- 1) Динамизация вещества системы.
- 2) Динамизация поля
- 4.6.2. Использование закона в изобретательской практике.
- 4.7. Закон увеличения степени вепольности системы
- 4.7.1. Формулировка закона и основные направления усложнения систем.
- 4.7.2. Образование цепного веполя.
- 4.7.3. Образование двойного веполя.
- 4.8. Закон неравномерности развития систем