Приведены основы планирования активного эксперимента по планам первого и второго порядков и методика обработки результатов эксперимента. <...> Подробно рассмотрены методы инженерного творчества, ТРИЗ и вепольный анализ, основы теории подобия и моделирования. <...> 298 301 ВВЕДЕНИЕ В современных условиях интенсивного увеличения объема поступающей научно-технической информации, быстрой сменяемости и обновления знаний особое значение имеет подготовка высококвалифицированных специалистов, имеющих общекультурные и профессиональные компетенции, обеспечивающие знание методов экспериментальных исследований, теории активного эксперимента, основ инженерного творчества, вепольного анализа и теории подобия, владеющих методикой научно-исследовательского эксперимента, методами инженерного творчества, имеющих навыки самостоятельной творческой работы, проведения экспериментальных исследований. <...> Рассмотрен важный этап исследований – предпланирование эксперимента, описаны поисковые методы экспериментальной оптимизации, планы первого и второго порядка. <...> В период обучения студенты решают задачи с готовой постановкой, в которых приведены алгоритм решения и примеры решения подобных задач, известен ответ. <...> Помимо умения решать подобные задачи, будущему специалисту крайне необходимо получить знания и навыки решения творческих инженерных задач, в которых нет готовой постановки, неизвестен способ решения, нет примеров решения аналогичных задач, а правильный ответ может иметь несколько вариантов. <...> В развитие материала пятой и шестой глав в седьмой главе приводится теория и алгоритм решения изобретательских задач, а в восьмой главе описан подробно вепольный анализ. <...> Комбинированный; Для эксперимента, определяющего деформацию на поверхности твердого тела, используют различные тензометры. <...> Их действие основано на масштабном (без изменения физической природы измеряемой величины) 304 преобразовании деформаций <...>
Исследование_машин_и_оборудования_металлургического_производства_.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Р. И. ЛИ
ИССЛЕДОВАНИЕ МАШИН
И ОБОРУДОВАНИЯ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Допущено учебно-методическим объединением вузов
по образованию в области металлургии в качестве
учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальности 150404 – Металлургические
машины и оборудование направления
150400 – Технологические машины и оборудование
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
298
Стр.1
УДК 669.02 (07)
Л 55
Рецензенты:
профессор кафедры «Автоматизированное оборудование
машиностроительного производства»
Воронежского государственного технического университета,
д-р тех. наук, профессор Жачкин С. Ю.
Кафедра металлургии, машиностроения и
технологического оборудования
Череповецкого государственного университета
Ли, Р. И.
Л 55 Исследование машин и оборудования металлургического производства
[Текст]: учеб. пособие./ Р.И. Ли - Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. − 344 с.
ISBN 978-5-88247-565-8
Рассмотрены основные методы исследования процессов обработки
металлов давлением. Приведены основы планирования активного
эксперимента по планам первого и второго порядков и методика
обработки результатов эксперимента. Дан перечень законов и нормативных
документов, определяющих порядок разработки, экспертизы и
защиты интеллектуальной и промышленной собственности. Подробно
рассмотрены методы инженерного творчества, ТРИЗ и вепольный
анализ, основы теории подобия и моделирования.
Учебное пособие предназначено для студентов специальности
150404.65 «Металлургические машины и оборудование» очной и очно-заочной
форм обучения.
ISBN 978-5-88247-565-8
© Ли Р.И., 2013
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный
технический университет», 2013
299
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение……………………………………………………...
1. Тензометрические методы измерения перемещений,
ускорений, сил, моментов, давлений и вибраций………….
5
7
1.1. Тензорезистивный эффект и тензорезисторы………… 11
1.2. Схемы измерения параметров………………………… 23
1.3. Месдозы для измерения усилий и контактных
напряжений…………………………………………………..
31
2. Оптические методы измерения напряжений и
деформаций…………………………………………………..
2.1. Поляризационно-оптический метод…………………...
2.2. Голографическая интерферометрия…………………...
51
51
74
3. Основы планирования научно-исследовательского
эксперимента………………………………………………… 85
3.1. Основные понятия. Предпланирование
эксперимента………………………………………………...
85
3.2. Понятие плана эксперимента и его критериев
оптимальности……………………………………………… 92
3.3. Планирование активного эксперимента по планам
первого порядка……………………………………………...
95
3.4. Поисковые методы экспериментальной
оптимизации………………………………………………… 105
3.5. Планирование активного эксперимента по планам
второго порядка……………………………………………..
4. Интеллектуальная собственность………………………..
113
122
4.1. Понятие интеллектуальной собственности…………… 122
4.2. Международное сотрудничество в области
интеллектуальной собственности…………………………..
5. Основы инженерного творчества………………………..
132
146
300
Стр.3
5.1. Технический объект и технология……………………. 148
5.2. Иерархия описания технических объектов…………… 149
5.3. Систематика задач поиска и выбора
проектно-конструкторских решений………………………. 158
5.4. Модель технического объекта………………………… 161
5.5. Основные законы строения и развития техники……...
6. Методы инженерного творчества………………………..
6.1. Методы мозговой атаки………………………………...
164
173
183
6.2. Методы эвристических приемов………………………. 201
6.3. Функционально-стоимостной анализ технических
объектов……………………………………………………...
7. Теория и алгоритм решения изобретательских задач…..
8. Вепольный анализ………………………………………...
209
224
229
8.1. Основные понятия вепольного анализа………………. 229
8.2. Виды веществ и полей…………………………………. 241
8.3. Тенденции развития веполей…………………………...
256
8.3.1. Закон увеличения степени вепольности……………. 256
8.3.2. Нахождение нужного эффекта………………………. 271
8.3.3. Устранение вредных связей
272
9. Основы теории подобия. Три теоремы подобия.
Моделирование……………………………………………… 278
Библиографический список………………………………… 293
Приложения…………………………………………………. 298
301
Стр.4
ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях интенсивного увеличения объема поступающей
научно-технической информации, быстрой сменяемости и
обновления знаний особое значение имеет подготовка высококвалифицированных
специалистов, имеющих общекультурные и профессиональные
компетенции, обеспечивающие знание методов экспериментальных
исследований, теории активного эксперимента, основ инженерного
творчества, вепольного анализа и теории подобия, владеющих
методикой научно-исследовательского эксперимента, методами
инженерного творчества, имеющих навыки самостоятельной творческой
работы, проведения экспериментальных исследований.
Учебное пособие состоит из девяти глав. В первых двух главах
рассмотрены методы экспериментальных исследований, получивших
широкое распространение при исследовании металлургических машин
и оборудования: электротензометрия и оптические методы измерения
напряжений и деформаций.
В начале шестидесятых годов прошлого столетия появилось новое
направление в планировании эксперимента, связанное с оптимизацией
процессов, – планирование экстремального эксперимента. В
связи с особой значимостью экстремального эксперимента в современных
исследованиях третья глава посвящена основам планирования
активного эксперимента. Рассмотрен важный этап исследований –
предпланирование эксперимента, описаны поисковые методы экспериментальной
оптимизации, планы первого и второго порядка.
В четвертой главе учебного пособия рассмотрены объекты интеллектуальной
собственности, права на результаты интеллектуальной
деятельности и средства индивидуализации, охранные документы
на объекты промышленной собственности.
302
Стр.5
Одним из основных недостатков выпускников инженерных специальностей
являются неумение самостоятельно ставить новые задачи
и решать задачи поиска новых конструкторско-технологических решений
на уровне изобретений. В период обучения студенты решают
задачи с готовой постановкой, в которых приведены алгоритм решения
и примеры решения подобных задач, известен ответ. Помимо
умения решать подобные задачи, будущему специалисту крайне необходимо
получить знания и навыки решения творческих инженерных
задач, в которых нет готовой постановки, неизвестен способ решения,
нет примеров решения аналогичных задач, а правильный ответ может
иметь несколько вариантов. В пятой и шестой главах описаны основы
и методы инженерного творчества.
В развитие материала пятой и шестой глав в седьмой главе приводится
теория и алгоритм решения изобретательских задач, а в восьмой
главе описан подробно вепольный анализ.
Современные теоретические экспериментальные исследования
немыслимы без моделирования. В заключительной главе приведены
основы теории подобия и моделирования технических объектов.
Учебное пособие будет полезно для аспирантов и инженерных
работников металлургических предприятий.
303
Стр.6