Законы и закономерности развития систем. ТРИЗ. Изд. 2-е, испр. и дополненное

Тенденция изменения степени дробления Тенденция увеличения степени дробления Общая тенденция увеличения степени дробления

Тенденция увеличения степени дробления (дисперсности) – это постепенный переход от твердого состояния к гибкому жидкому, газообразному и полю[53 - Основные направления и идеи этой работы были изложены В. Петровым в письме кГ. С. Альтшуллеру в 1973 г. Эта работа была изложена в рукописях: Петров В. М. Цепочка дробления в технических системах. – Л., 1973, 2 с. (рукопись). Петров В. М. Тенденция дробления объектов. – Л., 1973, 8 с. (рукопись). В дальнейшем работа была доложена В. Петровым на семинаре преподавателей и разработчиков ТРИЗ (Петрозаводск-82) и издана в работах: Петров В. М. Идеализация технических систем. – Областная научно-практическая конференция «Проблемы развития научно-технического творчества ИТР». Тезисы докладов. Горький, 1983, С. 60—62. Петров В. М. Закономерности развития технических систем. – Методология и методы технического творчества. – Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции 30 июня – 2 июля 1984 г. – Новосибирск, 1984, С. 52—54.].

Чаще всего эту тенденцию применяют к рабочему органу.

Твердость может быть разных степеней и зависит:

1) от межатомных расстояний;

2) координационного числа – чем выше число, тем выше твердость;

3) валентности;

4) природы химической связи;

5) направления (например, минерал дистен (кианит) – вдоль кристалла твердость 4,4, а поперек 7);

6) хрупкости и ковкости;

7) гибкости – минерал легко гнется, изгиб не выпрямляется (например, «тальк»);

8) упругости – минерал сгибается, но выпрямляется (например, «слюда»);

9) вязкости – минерал трудно сломать (например, «жадеит» – разновидность пироксена);

10) спаянности.

Рабочий орган может быть монолитным и немонолитным (состоящим из отдельных частей). Вещество рабочего органа может меняться от твердого к нетвердому (мягкому, гибкому), жидкому, газообразному и перейти в поле.

Рассмотрим более детально последовательность дробления. Она представлена на рис. 5.43.

Рис. 5.43. Схема тенденции увеличения степени дробления

Эта последовательность характеризуется переходом от твердой монолитной системы (1) к гибкому, эластичному объекту (2). Дальнейшее дробление приводит к разделению объекта на отдельные части, не связанные между собой или связанные с помощью какого-либо поля, например, магнитного.

Дробление идет в сторону измельчения каждой части вплоть до получения мелкодисперсного порошка или микросфер, т. е. объект становится порошкообразным (3).

Следующий переход приводит к гелю (4) – пастообразному веществу.

Затем изменяется степень вязкости вещества до получения жидкости (5). Далее изменяется степень связанности жидкости. Используются более легкие и летучие жидкости.

На следующем этапе в жидкость добавляют газ (газированные жидкости). Количество газа в жидкости увеличивается, процентное содержание газа в жидкости становится больше, давление газа увеличивается, и затем переходят к аэрозолям (6).

Содержание газа в аэрозоле увеличивается, и таким образом происходит переход к газу (7). Постепенно используется все более легкий газ. Затем газ становится более разряженным, следующий шаг приводит к крайнему состоянию – образованию вакуума.

Последнее состояние в этой цепочке – использование поля (8), в частности это может быть и плазма.

Понятие поля в ТРИЗ рассматривается более широко, чем в физике – это любое действие или взаимодействие.

На новом витке развития система вновь становится монолитной. На рисунке это показано в виде петли обратной связи.

Промежуточное состояние в каждом из указанных переходов может занимать «пена» (9) в твердом, жидком, газообразном и прочих видах (рис. 5.44). Под пеной понимается вкрапление (проникновение) одного вещества в другое.

Пена (условное название) – это проникновение вещества в одном состоянии в другое. Состояния представлены на рис. 5.44. Рассмотрим некоторые виды пены, как комбинации твердого, жидкого и газообразного состояний:

– твердое вещество, включающее газообразные полости;

– твердое вещество, включающее жидкие полости;

– твердое вещество, включающее газообразные и жидкие полости;

– жидкое вещество, включающее твердые включения;

– жидкое вещество, включающее газообразные пузыри;

– жидкое вещество, включающее твердые и газообразные включения;

– газообразное вещество, включающее твердые включения;

– газообразное вещество, включающее жидкие полости;

– газообразное вещество, включающее твердые и жидкие включения.

Мы рассматриваем пену как промежуточное состояние между состояниями, указанными на рис. 5.44.

Кроме того, возможна комбинация (10) из указанных состояний в любом сочетании.

С целью повышения эффективности могут быть использованы эффекты (11), характерные для данного состояния.

Рис. 5.44. Схема тенденции увеличения степени дробления

Под эффектами (11) в ТРИЗ понимаются: физические, химические, биологические и геометрические эффекты.

На этапе 1 широко применяются геометрические и некоторые физические эффекты. Сочетание этих эффектов часто встречается в строительстве при использовании предварительно напряженных конструкций. На дальнейших этапах меньше применяются геометрические эффекты и больше используются физические, химические и биологические эффекты.

Полная схема дробления приведена на рис. 5.45. В нее дополнительно введены переходы от состояния (1) к состоянию (2), от (2) к (3) и переходы от состояний (1) и (2) к капиллярно-пористым материалам (КПМ).

Рис. 5.45. Полная схема тенденции увеличения степени дробления

Переход от твердого к гибкому состоянию

Переход от монолитной (твердой) системы (1) к гибкой (2) происходит по определенной линии, показанной на рис. 5.46. Рассмотрим ее.

Рис. 5.46. Линия перехода от твердого состояния к гибкому

Первоначально объект разбивается на части, вплотную присоединенные друг к другу (1.1). Это соединение может быть неразъемным и разъемным.

К разъемным соединениям могут относиться и соединения, осуществляемые с помощью различных полей, например, магнитного или электрического; соединения, использующие эффект обратимой памяти формы и т. д. Такие соединения осуществляются с помощь «включения» соответствующего поля и его «выключения». При этом могут использоваться соответствующие эффекты, например, эффект точки Кюри.