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1、3 物场分析,物场的构成与定义 物场组建规则 物场分析方法,3.1 物场的构成与定义,（1）物场构成 （2）物场定义,（1）物场的构成,课题模式对应的三种物场构成 一个元素 两个元素 三个以上的元素 物场最小的技术系统（三个要素：两个物质和一个场）,物场：最小的具有功能的可控技术系统模型,1S课题：测量山洞的高度 只有S1山洞，需要加入一个物质和一个场 条件限制苛刻：仪器有，但重量应几乎为零或者为负值（升力） 条件的实现：即想象的物质化！为使仪器重量为零或负，需要升力作为补偿 利用绳子拴住气球！ 2S课题：精确测量机油中是否含水的方法 S1油，S2水，需要加入一种简便易得的场 在区分性的众多特
2、性中，沸点、比重是最普遍的特性 加入热场：在金属片上将一滴机油，加热至100 构建完整物场,物场：最小的具有功能的可控技术系统,S1、S2，F课题：抓取器在空心圆柱形导杆上滑动的润滑系统：采用与自来水管相连的喷雾器，受供水管网水压波动影响，小水滴不能均与地覆盖住导杆的全部表面 S1导杆，S2水， 力场F水压 不好用 去掉坏场，更换S2 S1,S2 管道水空气中的水 并通过它加入一个场 温度场 空心导杆内设置供冷系统 冷却使空气中的水分子在导杆上凝结 改造原有物场,（2）物场定义：物质、相互作用、场,物质：材料、技术系统或其组成部分、外部环境、活的有机体 揭示物体实质，抛开物体多余的特性，区分能
3、引起冲突的特性； 物质解除了我们对物体的认知惯性 相互作用：影响、作用，联系 场：技术系统中的广义场 物理学场：重力场、电磁场、强相互作用场（核力场）、弱相互作用力场 技术场：便于描述技术系统,力场：压力、冲击、脉冲 声场：超声波、次声波 电场：静电、电流 磁场、电磁场 热能场：加温、冷却 光学场：紫外线、红外线、可见光 电离辐射场 放射性辐射场 化学场：氧化、还原、酸性、碱性环境 气味场 ,3.2 物场组建规则,意义： 物场分析的基础 提供统一的公式 指出解决问题方向,情况1：非物场系统（只包含一个组件） 非完备物场,规则1：构建完备的物场模型，进行物场转换 改进物场模型，增强物质可控性、保
4、障场发生所需作用 例子：向火柴盒填装火柴 如何保证一定数量的合格火柴按统一方向装填？,情况2：完备物场，但存在不良作用,规则2：把易控的具有所需特性的补充物S3引入到物质S2里，形成复合物场,情况2：完备物场，但存在不良作用,规则2：把易控的具有所需特性的补充物S3引入到物质S2里，形成复合物场 补充物可引入到 物质内部内部复合场（S2，S3） 物质外部（不允许引入到物质内部时）外部复合场S2，S3 例子1：内部复合场 预先在刀口边缘上模压嵌入不同颜料，根据出现颜色的顺序分析刀具磨损的过程 例子2：外部复合场 把磁粉加到谷物中，利用材料居里点在65下磁场加热，以消灭谷物中害虫的幼虫和卵,情况3
5、：完备物场，但系统不允许引入其它物质,规则3：引入外部环境中现有的物质，在外部环境中形成物场 物质S3：自然环境中存在的特质：空气、水、灰尘、土壤，它与技术系统中物质（S1或S2）相互作用 例子：保证赛车与道路的附着性 利用空气形成大气附加降力和负压：安装若干个反翼（倒放的机翼）高速时补充向下附着力，散热器、车身外缘和散热排气孔布局可使底盘下方形成空气稀薄区,情况4：完备物场，需要引入外部物质， 但外部环境不包括所需物质,规则4：通过外部环境的置换、分解或引入补充物获得这种物质S3 例子：对饲养的猪进行疫苗接种，用注射器很麻烦。采用疫苗气雾环境：动物被赶到一个圈里关半小时，呼吸那里饱含牛痘苗的
6、空气,情况5：完备物场，但需要定量或最优的作用状态， 而现有条件无法保障,规则5：多做一点，再把多余的部分带走,情况1：场的盈余部分由物质带走 情况2：物质的盈余部分由场带走,例子1：防止高层建筑钢骨架过热的方法 向空心构件中注水，火灾时水沸腾，蒸汽带走多余热量 例子2：均匀涂漆的方法 将工件泡在染料缸里，用离心力将多余的染料甩出去,情况6：完备物场，但需要对某个物质使用最大作用，而条件不允许,规则6：把最大作用状态作用于与之有关联的另一物质 例子：拉伸钢筋到需要延长量，为保证机械强度，加热法不能超过400，机械场的施加方案： 加热可重复利用的耐热金属棒，并使之与需要拉伸的钢筋连接，冷却后耐热
7、金属棒变短，使需要拉伸的钢筋变长,媒介的作用,情况7：完备物场，但需要有选择的对特定区域使用最大作用或最小作用,规则7： 大作用场：在特定区域引入防护物质，以屏蔽过强的作用场 小作用场：在特定区域引入物质用于生成局部的强化场,例1：防护面具（S2）：焊接区需要强光（Smax），眼部需要弱光（Smin） 例2：精确定点爆破：在爆破区（Smax）用喷枪喷上炸药（Sampl）引爆火药，保护了非爆破区（Smin）,物场组建规则小结,规则1：非完备物场，构建完备的物场模型，进行物场转换 规则2：把易控的具有所需特性的补充物S3引入到物质S2里，形成复合物场 规则3：引入外部环境中现有的物质，在外部环境中
8、形成物场 规则4：通过外部环境的置换、分解或引入补充物获得这种物质S3 规则5：多做一点，再把多余的部分带走 规则6：把最大作用状态作用于与之有关联的另一物质媒介 规则7： 大作用场：在特定区域引入防护物质，以屏蔽过强的作用场 小作用场：在特定区域引入物质用于生成局部的强化场,练习题：课题条件物场分析答案,练习1：需要迅速而准确地发现冷冻机组中密封不严处的方法。因为通过密封不严处会渗出液体(氟里昂，润滑油，液氨等)。 分析：要求迅速而准确地发现微小的液滴，“迅速”与“准确”是矛盾的； 答案：在充有氟里昂、润滑油的冷冻机组(主要是家用冷冻机)中密封不严处的方法。其特征是，为了提高确定渗漏处的准确
9、性，将荧光粉与润滑油一起注入冷冻机中，在暗室里用紫外光照射冷冻机，根据通过密封不严处渗漏出的润滑油中含有的荧光粉的发光，来确定渗漏处。 经验：条件中给了物质S1(液滴)，在答案中引进了第二种物质S2(荧光粉)和场F(紫外辐射)。,练习题：课题条件物场分析答案,练习2：使用聚合物制造制品时，怎样决定聚合物成分硬化的程度?直接测量(“触摸”)方法是不可能的。 分析：要求测定聚合物的硬化程度，应在硬化的材料中放进传感器。由于传感器不能停留在里面，所以不可以这样做； 答案：确定聚合物硬化(软化)程度的方法。其特征是，为了进行非破坏性的检查，在聚合物中加入磁粉，测定在聚合物硬化过程中磁通量的变化。 经验
10、：给了物质(聚合物)引进了第二种物质(铁磁粉)和场(磁场)。,练习题：课题条件物场分析答案,练习3：怎样检查颗粒状物质的颗粒在假液化时的运动强度? 传感器 分析：在同样压力下，颗粒状物质可能以不同的强度运动；传感器是可以放入颗粒状的材料中去，可是选用哪种传感器呢? 答案：指示颗粒状物质假液化的声学方法。其特征是，为了直接检查颗粒运动的开始和运动强度，在颗粒物中放入金属棒声导，这是转变为电磁波的声振动传感器。 经验：加入了第二种物质(金属)和场(声场)。,练习题：课题条件物场分析答案,例4：需要设计容易拔出的楔子。 分析：使人立刻就会想到安在楔子里的各种机构，但其技术矛盾十分明显：为使捷出楔子省劲，就要使楔子的构造复杂化。 答案：含有楔子和衬垫的楔入装置。其特征是，为了使楔子容易拨出，衬垫由两部分组成，其中之一是易熔的。 经验：加入了第二种物质(衬垫)和场(热场)。 关键技术：补充物场缺失元素 场通过第二种物质作用于第一种物质； 使第一种物质通过第二种物质，让携带信息的场表现出来,END,
