河南机专TRIZ工程课题案例.doc

河南机专TRIZ工程课题案例.doc 河南机电高等专科学校 创新思维与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 -TRIZ理论 工程课题信息表 课 题 名 称 :运用提高思想度法则创新塑钢复合排水管材 姓名 : 学号: 系部 : 专业: 班级: 填 表 日 期 : 2012-5-24 指 导 教 师 : 1 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 填表说明 本表填写内容分为两个阶段:选题阶段和答辩阶段。选题阶段是指完成两期培训课程后，学员选定要解决的工程课题，并对问题进行初步的分析，此阶段学员填写前三项内容，并交由指导教师进行初步评审，评审通过后方可进行解决问题的方法实训阶段，按期解决问题并进行答辩，答辩前填写第四项内容，第五项由答辩组根据学员答辩情况，对学员的学习效果进行客观的评价。 1. 摘要要求概括问题的背景、现象、产生的条件、根本原因、解决思路和拟解决的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 (答辩前将解 决方案修改为最终方案)。 2. 问题分析与描述包括以下几个方面的内容: (1)问题背景(对所要研究的问题进行背景介绍，包括国内外现状以及当前的研究热点。) (2)问题描述(具体描述问题的现象、发生条件。) (3)问题分析(应用创新方法中的分析工具对问题进行深入分析，找到问题产生的根本原因。) (4)发明问题确定(根据分析结果，确定要解决的关键点，并定义为发明问题。) 注:问题分析与描述过程中要求分析透彻、图文并茂，以便清晰阐述问题。 3. 拟采取的解决方案内容要求学员根据第二项内容，初步选择解决问题的工具，制定解决问题的流程， 并确定解决问题的初始方案，具体内容要求如下: (1)拟采用的创新理论要求学员根据问题，初步选择合理的问题解决工具，按照一定的流程来 解决问题，得到拟解决问题的原理解。 (2)初步解决方案要求学员根据拟解决问题的原理解，结合领域知识，确定初始的问题解决方 案。 (3)指导教师意见由教师填写，对学员的分析过程和结果进行评判，确定选题是否符合要求， 并给出具体指导意见。 4. 最终问题解决方案内容要求学员应用创新方法解决问题并完成 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 后，归纳解决问题的工具和流 程，详细论述问题解决方案，具体内容要求如下: (1)采用的创新理论要求学员按照解决问题过程，分步骤、详细说明如何应用创新方法来解决 问题。 (2)最终解决方案要求学员详细论述如何根据解决问题的原理解，结合领域知识，确定问题解 决方案并完成设计。 (3)指导教师意见由教师填写，从创新设计的角度对学员的分析过程和结果进行评判，确定问 题解决过程是否 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 以及对学员的创新成果给出具体客观的评价。 5. 答辩情况是对学员完成培训后，对应用创新方法解决问题的总体评价。答辩成绩包括个人陈述和答 辩委员会提问两部分，个人陈述要求叙述问题清晰，解决问题的方法合理，最终设计方案可行。答 辩委员会根据其答辩情况作出评价。 2 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 免责声明 本课题作为创新方法培训实践环节考核使用～研究成果申报人可以申请专利或发表学术论文。为了保证课题的正常开展～课题申报者需作以下保证: 1(本课题内容不危害国家安全～符合国家法律～不存在任何违法内容。 2(本课题不涉及国家机密。 3. 本课题不涉及任何个人和企业团体的技术秘密。 4(在不以赢利为目的的前提下～学校可以适当使用本课题的内容用于学术活动。 5. 以上内容如有违反～由申报人本人负责。 申报人签字: 2012-5-24 3 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 1. 基本信息 工程课题名称 运用提高思想度法则创新塑钢复合排水管材 所属领域 机械领域 开题时间 2012-5-24. 1 . 摘 要:本文从运用提高理想度法则为切入点，以塑料管、镀锌钢管为实例，提高理想度、建立理想模型、探求理想解，确定技术矛盾，使用矛盾矩阵表选择创新原则，再用专业技术理论进行方案设计。 关键词:提高理想度 解决技术矛盾 塑钢复合理论 污水管材 2. 问题描述与分析 问题描述 随着国家环境保护力度的加大，传统的水泥管正在逐步退出市场，上世纪90年代后期，新型替代产品--各类环保排水管材开始在工程上应用。 在排污管道领域，应用较多是塑料管，如PVC双壁波纹管、PE双壁波纹管、HDPE缠绕结构壁管。近几年，采用欧州瑞士与美国技术制做的镀锌螺旋钢管开始进入国内市场，广泛应用于通风，雨水管道系统中，由于受防腐性能限制，还没有大量进入污水管道工程。 问题分析 分析以上两类管材的性能差别，主要是由于材质不同，所以两类管材性能上具有的优势不同，镀锌螺旋钢管优点是环刚度较大，耗材较少，不足是防腐性能一般，并且不耐磨损;塑料管优点是耐腐蚀、耐磨损，但环刚度提高受限，耗材较多。 污水管道系统要求管材具有较高的可靠性，由于管材要承受静荷载、动荷载，所以要求管材要具有较高的环刚度;由于污水具有一定的酸碱度并拌有沙土等，所以要求管材既要耐腐蚀，又要耐磨损。从刚度角度讲，使用钢管有优势，但要耐腐蚀，必须增加管壁厚度，刚度与耗材料矛盾突出;从耐腐蚀耐磨损角度讲，使用塑料管有优势，但当口径超大到一定值时，刚度与耗材矛盾突出。污水管材的理想度 = 可靠性(刚度+耐腐蚀)/ 材料消耗+磨损+有害介质 3(1 提高理想度 污水管道系统要求管材具有较高的可靠性，由于管材要承受静荷载、动荷载，所以要求管材要具有较高的环刚度;由于污水具有一定的酸碱度并拌有沙土等，所以要求管材既要耐腐蚀，又要耐磨损。从刚度角度讲，使用钢管有优势，但要耐腐蚀，必须增加管壁厚度，刚度与耗材料矛盾突出;从耐腐蚀耐磨损角度讲，使用塑料管有优势，但当口径超大到一定值时，刚度与耗材矛盾突出。 4 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 污水管材的理想度 = 可靠性(刚度+耐腐蚀)/ 材料消耗+磨损+有害介质 3.2建立理想模型 理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。理想化方法最为关键的部分是思想实验，或称理想实验。 理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。理想模型建立的根本指导思想是最优化原则，即在经验的基础上设计最优的模型结构，同时也要充分考虑到现实存在的各种变量的容忍程度，把理想化与现实性结合起来。理想中的优化模型往往具有超前性，这是创新的标志。但是超前性只有在现实条件所容许的情况下，其模型的构造才具有可行性。 建立理想模型:一种管材，既具有钢管的高刚度性能，又具有塑料管的耐腐蚀、耐磨损性能。 4.解决技术矛盾 4.1以塑料管为例 塑料管要提高环刚度，就要增加耗材，技术矛盾是既要提高管材强度，单位重量还要下降。以强度为改善的参数，以运动物体的重量为恶化的参数，交叉之处有4个创新原则--即1号、8号、15号、40号可供选择。 创新原则分析与选用 1号分割原则: ?将物体分成独立的部分。 ?使物体成为可拆卸的。 ?增加物体的分割程度。 8号反重量原则: ?将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消基重量。 ?将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。 15号动态原则: ?物体(或外部介质)的特性的变化应当在每一工作阶段都是最佳的。 ?将物体分成彼此相对移动的几个部分。 ?使不动的物体成为动的。 40号复合材料原则:用复合材料替代单一材料。 分析后，选择40号创新原则—复合材料法。 以镀锌钢管为例 镀锌螺旋钢管本身强度好，但不耐腐蚀，不耐磨损，可靠性下降，至使使用寿命降低，因此要改 5 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 善耐腐蚀、耐磨损性能，即提高可靠性，就要增加镀锌层和钢板厚度，使运动物体重量向恶化方向发展。技术矛盾为可靠性与运动物体重量，查技术矛盾基本特性参数表，可得出3号、8号、10号、40号创新原则供选择。 3号局部性质原则: ?从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。 ?使物体的不同部分具有不同的功能。 ?物体的每部分均应具备最适于它工作的条件。 8号反重量原则: ?将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消基重量。 ?将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。 10号预先作用原则: ?预先完成要求的作用(整个的或部分的)。 ?预先将物体安放妥当，使它们能在现场和最方便地点立即完成所起的作用。 40号复合材料原则:用复合材料替代单一材料。 钢与HDPE的弹性模量比较表 材料 短期弹性模量Eb 长期弹性模量Ebl HDPE(PE63) 758MPa 110Mpa 钢 20700MPa 20700MPa 可见长期条件下，钢的弹性模量是HDPE的近200倍。钢的这一卓越性能是钢塑复合的理论基础。5.专业技术原理分析 5.1塑钢复合理论依据 3高密度聚乙烯(HDPE)性状:密度为0.941,0.970g/cm，熔点131?，有较好的耐磨性、耐寒性、透气性、不透水性、耐化学药品性、电气绝缘性、耐应力开裂性、硬度和机械强度，较高的结晶度，软化点和使用强度，在室温下几乎不溶于任何有机溶剂。在空气中加热或在日光照射易老化作用。 HDPE具有很好的抗冲击性、耐腐蚀性在埋地应用上倍受欢迎，然而由于它较低的弹性模量值，使其在用于大口径管道时，遇到一个不可克服的瓶颈--管环刚度无法提升到符合要求。 3按照ISO的定义，环刚度由下式表述:SN=EI/D当直径D增加1倍，环刚度SN要降低8倍。因而做2000?口径的管与做500?口径的管技术上的难度不可同日而语。因为直径D增加了4倍使得环刚度减少64倍。若要保持环刚度SN不变，必须通过增加截面惯性矩I或材料弹性模量E至相当倍数，以抵消直径增加的影响。而单靠增加I值是不现实的，因为几十倍I值的增加，意味着材料成本成数十倍的增加，同时当I值增加到一定程度时 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 技术必遭遇难以实现的问题。故必需同时在提升E值方面做文章，才能实现SN值的保持。钢材的高弹性模量刚好使它能够担此重任。以下是钢与HDPE的 6 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 弹性模量比较。 钢与HDPE的弹性模量比较表 材料 短期弹性模量Eb 长期弹性模量Ebl HDPE(PE63) 758MPa 110Mpa 钢 20700MPa 20700MPa 可见长期条件下，钢的弹性模量是HDPE的近200倍。钢的这一卓越性能是钢塑复合的理论基础。 7 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 1 采用的创新理论 提高理想度、建立理想模型、探求理想解，确定技术矛盾，使用矛盾矩阵表选择创新原则，再用专业技术理论进行方案设计。 2 最终的解决方案 以金属材料与高分子材料复合理论为指导，采用二层共挤技术复合压延工艺，制成塑料(PVC、PE、PP)膜，再与镀锌钢板采用熔融粘贴的工艺制成塑钢复合板材，再以塑钢复合板材为原材料，在专用成管设备上制成塑钢复合螺旋波纹管材。 图示说明:1 镀锌铝合金钢板 2 塑料片层 3 黏结层 5.指导教师意见: 导教师签字: 年 月 日 8 河南机电高等专科学校创新方法培训基地 6.综评成绩: 9 河南机电高等专科学校创新方法培训基地