B006-2-物质-场分析

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1、3.2消除物质-场中的有害作用a.当完整场模型中两种物质之间有用及有害作用同时存在，为了保持有用作用，消除有害作用，通常的方法是引入一种新物质，将原来两物质隔离。典型的物质-场变换:标准解三、例：需要数千张厚度为0.01毫米的圆形铝盘在车床上车削加工。问题：加工中铝盘出现弯曲、变形、及边缘撕裂等问题。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用分析：S2与S1之间的有用与有害作用同时存在。可以引入S3使S1强度足以完成切削加工。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用解：将一打铝盘置于水中，使其结冰。

2、冰坨使铝盘可以加工。如图所示：典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用b.与上一个方法类似，但不允许引入新物质,引入的第三种物质是S1或S2的变形S3。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用为了增加S3的可控性,需要增加一个辅助功能.主要物质-场模型辅助物质-场模型典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用例:管路运送钢珠。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用c.假如两种物质间的有用及有害作用同时存在，两种物质又必须直接接触，有用作用由F1提供，则采用F

3、2中性化有害作用。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用例：通风机械工作在充满蒸汽与液滴的环境中。问题：直径相对较大的液滴（直径为50-800µm)，与高速旋转叶片撞击，使其受到侵蚀，影响其工作。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用分析：如果直接在叶片上形成冰的保护层则效果很差。F2的任务是不使叶片与水滴接触。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中的有害作用解：采用电晕放电原理，使水滴及叶片均带电，但相斥，从而使水滴不与叶片接触。典型的物质-场变换:标准解三、3.2消除物质-场中

4、的有害作用检测与测量的问题通常涉及到对某种物质的检测与测量。按物质-场的观点分析，有图中的几种情况：3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、a.假如一个系统中的某个问题需要检测与测量，改变系统，使之不再需要。例：电烙铁经常用于昂贵电路板的补焊与维修。为了避免对元器件及电路板本身的伤害，电烙铁头部的温度应控制在允许使用范围内的最低温度。通常，技术将温度调整到高于最低使用温度的范围，这增加了电路板过热的危险。采用自动控制，将增加系统的复杂性与成本。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、分析：如果一个系统需要精确的温度控制，最好

5、采用某种物质，该物质将温度维持在该温度范围内。为了实现上述目标，利用“居里点”是一种自然的选择，在该点之上，铁磁物质失去磁性。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、解：电烙铁头部设计成一个模块。铜棒周围覆盖一层铁镍合金。线圈中的交变电流产生高频交变磁场，在铁镍合金中诱发旋涡型电流，产生热量，并加热铜棒（头部）。当铁镍合金中的温度到达居里点时，合金对磁场不敏感，温度不再增加。当温度降低到居里点以内时，材料对磁场敏感，温度增加。因此可以保持电烙铁头部温度保持在±1℃。改变铁镍合金，可以改变温度。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标

6、准解三、b、假如检测一个非完整物质-场中的某个元素是困难的，使其完整，并将一个场作为输出。例：电冰箱冷却管路的检测需要一个简单、方便、低成本、可靠的方法。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、分析：泄露的液滴为S1，其ISM是不完整模型。应增加S2，它与Foptical作用，使S1可见，或转换另一种场，使其变成Foptical。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、解：（1）管路外表面涂上一层漆，如果有泄露，漆表面会鼓包，并可以观察到。（2）荧光可以将紫外线辐射转换成可见光。在电冰箱的管路系统空间中临时放如荧光源，使泄露

7、处显现。3.3检测与测量典型的物质-场变换:标准解三、物质-场分析的概念之一是使不完整的物质场变得完整。这通常会增加系统的复杂性，还可能导致不希望的技术效果。解决基本思想是：引入物质或场，又不引入物质或场。标准解5.1.1假如需要引入一种物质，因为要求或条件所限不能引入该物质。可采用间接方法：（1）采用系统所处环境中的物质；（2）采用虚无物质：发泡、多孔、空气、缝隙等。典型的物质-场变换:标准解三、例：制造光学清晰液体的过程要检测其杂质。假如样品中的杂质超标，样品所在的母体要重新处理。杂质是无磁性的小颗粒，在制造的不同阶段进入液体。好的

8、检测方法是光学法：激光扫描样品，通过颗粒反射，记录颗粒数。问题：当颗粒的直径较小时（如小于580nm)，颗粒不能被反射。需要发明新的检测方法与仪器。典型的物质-场变换:标准解三、物质-场分析：在初始的物质-