物质-场模型分析.ppt

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1、物质-场模型分析5.1物质-场模型物质－场模型是TRIZ法重要分析工具，是用来分析与现存技术有关的模型类问题（ModelingProblems）。所有技术系统的作用是实现某种功能，所有的系统都可分解为由两个物质(S1,S2)和一个场(F)三个基本元件组成。如图所示，其中物质S1是系统动作的接受者,场F通过物质S2作用于物质S1并改变S1。25.1物质-场模型物质S1和S2：二者定义取决于每一个具体的应用，它们可以是整个系统、子系统或单个物体，可以是材料、工具、零件、人或环境等任何东西。场：为系统提供能量，促使系统发生反应，从而可以实现某

2、种效应。这种效应可以作用于S2上，或作用在场信息的输出物上。物质-场模型简称物场模型，相应的分析称为物场分析。物场模型的三定律：所有的系统都可以分解为三个基本要素（S1、S2、F）；一个完整的系统必定由这三个基本要素组成；将相互作用的三个基本要素进行有机组合将形成一个功能。35.2物质-场模型分析模式1．有效完整系统模式。组成系统模型的三元件都存在，且都有效，能实现设计者所追求的效应。2．不完全系统模式。组成系统模型的三元件（两个物质，一个场）中部分元件不存在，需要增加系统元件来实现有效完整的系统功能。3．非有效完整系统模式。模型中的三

3、元件都存在，但设计者所追求的效应未能完全实现，如产生的力不够大，温度不够高等。为了实现预期的效应，需要对原有系统进行改进。4．有害完整系统模式。模型三元件都存在，但产生的是与设计者所追求的相冲突的有害效应。在创新设计过程中，要消除系统这种有害的效应。45.3物质-场模型的描述为了方便世界范围内交流以及让分析的过程更加形象化。人们在科学研究的实践中形成了统一的物质-场模型的描述方法。具体符号如下：描述物场模型的符号5物质-场模型的描述——完整的系统如上页图，场F作用于S2上，使S2对S1产生影响，从而改变S1，达到预期效果。例：磁铁通过磁

4、场吸引铁。将其用物场模型描述就是：F为磁场，S1为铁片，S2为磁铁。即F磁场作用于S2磁铁上，使S2磁铁对S1铁片产生影响，改变其所处位置状态。6物质-场模型的描述——产生有害作用的系统描述如右图，场F作用于S2上，使S2对S1产生有害作用影响。例：车辆噪声扰民将其用物场模型描述就是：F为振动场，S1为居民，S2为空气。即F振动场的能量作用于S2空气。振动场的能量作用在空气上形成驻波，产生噪声，噪声作用于S1居民身上，对其正常生活形成了干扰。7物质-场模型的描述——对于不足的作用和效益。描述如右图，场F作用于S2上，使S2对S1产生影响

5、，从而改变S1。但场F的作用效果不足，因此使S2对S1作用的效果也不足。例：冬季供暖不足，人们觉得寒冷。其用物场描述就是：F为暖气系统产生的热场，S1为人，S2为室内的空气。即热场作用于S2室内的空气，空气受到激活，作用于S1人身上。但由于F热场产生的能量不足，作用不足，对S2空气的激发作用不够，从而导致S2对S1作用不足，取暖效益不明显，对S1产生的影响未能达到预计效果。85.4物质-场模型工作流程构造物质－场模型通常遵循下图所示的工作流程,即1．识别元件，定义模型中的三个要素，2．构建模型，3．从76个标准解中选择合适的解作为解决方

6、案，4．进一步发展解，以达到系统的有效和完善，5．实现具体解，6．探求另外可行解。95.5物质-场组建的规则（一）第一种情况：非物质-场系统（只包含一个组件）或者非完整物质-场系统（包含两个组件）应该建立完整物质-场。例：抛锚的汽车停在马路上，前来的拖拽车要利用机械力将其拖走。图中物场模型中S1为抛锚的汽车，S3为拖拽车，F为机械场。由于S3不直接接触S1，不能将场的作用充分传递给S1，此物场模型不能使全系统运转起来。105.5物质-场组建的规则（一）针对两个要素不能直接接触的问题，可以加入钢索将两车栓到一起，形成机械场的传递，增强其可

7、控性，从而达到让系统运转的目的。其中S2代表添加的钢索。S2为直接对S1产生作用的要素，它对S1产生作用的来源为F和S3对其的作用，S2和S3同时受F机械场的作用。115.5物质-场组建的规则（二）第二种情况：把易控的、具有所需特性的补充物引入到系统，形成复合物场。补充物可以引入到：（1）物质内部，形成内部复合物场；（2）物质外部，形成外部复合物场。例：下雪天汽车行驶在马路上，由于路面雪的覆盖导致摩擦系数降低，汽车轮子打滑。此时汽车轮胎已经既定，马路情况也不易改变。则可以在车轮上加设铁链，利用铁链与地面的作用增大前进阻力，使车轮打滑状况

8、大大减少。125.5物质-场组建的规则（二）下图S1表示汽车行驶的路面，S2表示汽车轮胎，F1为发动机施加在轮子S2上的力场。由于雪的覆盖使摩擦系数降低，S2对S1的作用不大，产生效应不足，用虚线表示。S3