Б1. Переход теплового поля в механическое.

Физический смысл:

а) Тепловое расширение материалов;

б) Сдвоенный эффект - изменение размеров двух связанных объектов с различными коэффициентами теплового расширения; в) Фазовые переходы первого рода - изменение агрегатного состояния;

г) Фазовые переходы второго рода - перестройка кристаллической структуры объекта под действием теплового поля.

 

 

Возможные применения:

Небольшие, но точные перемещения. Измерение температуры. Управление положением и взаимодействием элементов технических систем. Регулировка зазоров, отверстий и т.д. Герметизация. Соединение и разъединение деталей, их временное крепление. Изгиб стержней и пластин. Саморегулирование элементов технических систем. Создание напряжений в материалах и конструкциях. Преобразование тепловой энергии в механическую. Деформация. Разрушение материалов. Перемещение (спуск, укладка) тяжелых объектов. Создание повышенного газового давления (без машин). Самоудаление монтажных деталей и веществ, используемых для обработки.

Восстановление первоначальной формы деформированного объекта.

Б2. Переход магнитного поля в механическое. Физический смысл:

а) Перемещение частиц вещества, связанных с ферропорошком, осуществляется магнитным полем - феполь (см. раздел 2

«Вепольный анализ»);

б) По легко обнаруживаемому магнитному полю ферропорошка определяют перемещение связанных с ним частиц вещества;

в) Переход через точку Кюри - потеря веществом магнитных свойств выше определенной температуры - и связанное с этим прекращение влияния магнитного поля на движение вещества.

 

Возможные применения:

Перемещение тел (преимущественно зернистых, сыпучих, жидких), управление потоками. Фиксация сыпучих веществ. Ориентирование мелких объектов. Фильтрация. Смешивание сыпучих и жидких материалов. Разделение смесей. Очистка и обраблтка, поверхностей. Защита поверхностей от абразивного воздействия. Управление напряжением, деформацией, формообразованием. Дробление мелких подвижных объектов. Повышение прочности веществ. Изготовление расстающихся устройств, например, литейных форм. Индикация труднообнаруживаемых объектов, контроль за перемещением. Различные измерения, например, вязкости, температуры.

Б3. Магнитные жидкости. Физический смысл:

Жидкость (вода, керосин, минеральные и силиконовые масла) с взвешенными в ней частицами ферропорошка (размер частиц - нес только микрометров). Содержание феррочастиц в жидкости - 50% и более. Под действием магнитного или электрического поля магнитная жидкость перемещается, меняет плотность, оптические свойства и т.п.

 

Возможные применения:

Перемещение тел. Обработка поверхностей. Создание напряжений в материалах. Управление положением и взаимодействием элементов технических систем. Соединение и разъединение деталей, их временное крепление. Герметизация зазоров. Разделение веществ с разной плотностью. Оптические

затворы. Индикация веществ. Контроль за перемещением. Преобразование энергии.

Б4. Коронный разряд. Физический смысл:

Электрический разряд в газе вокруг проводника с током. Неоднородное электрическое поле высокого напряжения ионизирует газ вокруг проводника, движение ионов сопровождается свечением, имеющим вид короны.

 

Возможные применения:

Источник свободных зарядов. Использование управляемых потоком ионов для создания заряженных слоев на больших поверхностях, зарядки аэрозолей, дозировки порошков, регулирования теплопередачи. Изучение физики ионов. Измерение параметров газа: состава газовых смесей, параметров взвешенных в газе аэрозолей, давления газа, скорости газовых потоков. Коронные стабилизаторы напряжения. Измерение кривизны поверхности (радиусов проводов, кромок). Осуществление химических реакций: озонаторы, аэроионизаторы, воздействие на поверхность.

Б5. Пена. Физический смысл:

Дисперсная система из ячеек -пузырьков газа (пара), разделенных пленками жидкости (или твердого вещества). Основные свойства: кратность (отношение объема пены к объему раствора, затраченного на ее изготовление), стабильность (время жизни пузырька или группы пузырьков), дисперсность (средний диаметр пузырьков) и структурно-механические свойства (например, способность в течении некоторого времени сохранять свою первоначальную форму).

 

Возможные применения:

Заполнение больших объемов при малом расходе вещества. Звукоизоляция, глушение ударных волн. Пожаротушение. Тепло- и холодоизоляция. Борьба с пылеобразованием. Изменение свойств жидкой среды. Интенсификация процессов в жидкой среде. Покрытие поверхности жидкости. Разделение взвесей, очистка жидкостей. Обнаружение течей. Изучение воздушных потоков. Защита хрупких объектов. Моделирование оболочек.

Б6. Закон Архимеда.

Физический смысл:

В гравитационном поле на всякое тело, погруженное в жидкость, действует сила, направленная противоположно силам поля и равная силе притяжения части жидкости, вытесненной телом. Для возникновения подъемной силы тело обязательно должно иметь нижнюю поверхность. Если тело и жидкость сжимаемы, то подъемная сила может меняться внешним давлением.

 

Возможные применения:

Регулирование плавучести тел. Компенсация веса объектов. Сборка тяжелых или громоздких объектов. Разделение, сортировка, сепарация объектов по удельному весу. Измерение плотности, вязкости. Измерение уровня. Измерение параметров магнитного поля.

Б7. Электрическое притяжение и отталкивание. Физический смысл:

Одноименные электрические заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются с силой, пропорциональной расстоянию между ними (в минус второй степени).

 

Возможные применения:

Управление положением и движением частиц, капель, волокон, нитей и т.п. Определение заряда, размеров и скорости частиц, нитей и т.п. Регулирование теплового взаимодействия со средой. Создания сил притяжения и отталкивания между слоями веществ. Деформация. Безопорная подвеска. Ликвидация статического электричества.

Б8. Пьезоэффект. Физический смысл:

При деформации некоторых кристаллов на его противоположных гранях появляются электрические заряды. Те же кристаллы испытывают деформацию при подведении к их граням электрического заряда. К пьезоэлектрикам относятся турмалин, кварц, сегнетова соль, титанат бария, сульфоиодид сурьмы, цирконат-титанат свинца.

 

Возможные применения:

Получение искровых разрядов. Получение заряженных частиц, ионизация газов, борьба со статическим электричеством.

Измерение механических усилий, давления, ускорения. Индикация трещин в хрупких телах, улавливание различных шумов. Преобразование механических колебаний в электрические. Микроперемещения. Преобразование электрических колебаний в механические, звуковоспроизведение, генерирование ультразвуковых колебаний. Компенсация сил трения. Преобразование электросигналов: задержка во времени, фильтрация, трансформация.

Б9. Центробежные силы. Физический смысл:

При вращении объекта вокруг некоторой оси возникают силы, направленные от центра вращения (точнее, по касательной к окружности вращения). Во вращательное движение может быть трансформировано практически любое механическое поле.

 

Возможные применения:

Создание усилий, давлений. Деформация. Измерение усилий. Регулировка и измерение скорости вращения. Управление формой поверхности жидкости. Регулирование гидростатического напора. Получение тел сферической формы (шарики, дробинки и т.д.). Перемещение жидкостей. Разделение смесей. Смешивание.

Б10. Резонансные колебания. Физический смысл:

Если ритмы колебаний двух частей системы совпадают - возникает резкое взаимное усиление амплитуды этих колебаний. Если ритмы совпадают в противофазе - колебания гасятся.

 

Возможные применения:

Улучшение процесса транспортировки. Разрушение материалов. Смешивание, разделение смесей. Избирательная вибрация отдельных элементов системы. Использование параметров объекта (масса, жесткость, размеры и т.д.), измерение их. Измерение параметров среды, в которой находится объект. Обнаружение трещин и других повреждений. Гашение резонансных колебаний.

 

Б11. Вещества с памятью формы. Физический смысл:

Если сплаву с памятью формы (например, нитинолу) при высокой температуре придать определенную конфигурацию, а затем охладить, то как бы мы не деформировали теперь вещество сплава - нагревание до прежней температуры восстановит первоначальную конфигурацию сплава (за счет фазового перехода второго рода). Некоторые сплавы выдерживают десятки тысяч циклов возвращения к первоначальной форме.

 

Возможные применения:

Преобразование тепловой энергии в механическую. Перемещение. Деформация. Соединение и разъединение объектов.

Б12. Капиллярно-пористые материалы. Физический смысл:

Вещество, содержащее капиллярные отверстия (сквозные и несквозные), обладает свойствами не характерными для сплошного вещества, например, избирательной проницаемостью, тонкой отзывчивостью на ряд физических эффектов.

 

Возможные применения:

Поглощение жидкостей. Разделение смесей, фильтрование. Поглощение полей. Дозирование. Управление потоками жидкости и газа. Подача смазки, охлаждающей жидкости и т.д. Интенсификация процессов, идущих на поверхности тел.

Б13. Озон (сильный окислитель). Физический смысл:

Озон - молекула из трех атомов кислорода, очень нестойкая, легко отделяет от себя один атом кислорода, являющегося (в атомарном состоянии) сильным окислителем.

 

Возможные применения:

Интенсификация горения. Окисление и разрушение вредных примесей, очистка воды и воздуха. Отбеливание. Уничтожение бактерий, консервирование, активизация (и подавление) биопроцессов. Интенсификация химических реакций. Контроль герметичности.

 

 

Таблица А и Таблица Б не являются исчерпывающими. В настоящее время фонд применения физических эффектов и явлений для решения технических изобретательских задач пополняется и систематизируется. На базе информационного

фонда ТРИЗ разработаны таблицы использования химических, геометрических, биологических и некоторых других эффектов.