Ví dụ minh họa nguyên tắc của sáng tạo kỹ thuật
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (124.55 KB, 5 trang )
Bài 1
ví dụ minh hoạ các nguyên tắc của sáng tạo kỹ thuật
Đối tợng là chiếc máy Fax hiệu Panasonic đặt tại Văn phòng cơ quan Tôi đang công tác.
1. Đổi cách hoạt động:
Hiện tại máy điều khiển bằng cách dùng tay nhấn trực tiếp vào các nút công tác trên
máy. Cách điều khiển này có nhợc điểm là mau hỏng các nút công tác, kích thớc bộ phận điều
khiển lớn.
Đổi cách hoạt động bằng cách điều khiển các nút công tác của máy bằng Remod.
2. Khép thêm chức năng vào cá thể:
Hiện tại máy chỉ Fax và nhận Fax với kích thớc giấy khổ A4 và không có chức năng
photo.
- Bổ sung thêm bộ phận điều chỉnh có thể Fax và nhận Fax với kích thớc giấy khổ A4 và
A3.
- Bổ sung thêm chức năng photo cho máy cả kích thớc giấy khổ A4 và A3.
3. Minimum hoá, Maximum hoá:
Tăng tối đa kích thớc Fax và nhận Fax của máy, thêm chức năng photo nhng giảm tối đa
kích thớc thân máy và trọng lợng máy.
4. Ap dụng nhiều nguồn năng lợng:
Máy có thể sử dụng nguồn điện từ: Ăcqui dự trữ, nguồn điện lới 220-:-240V, 110V.
5. Thay đổi đợc vị trí các bộ phận:
Có thể tách riêng bộ phận điều khiển và bộ phận Fax và nhận Fax của máy.
6. Dùng nhiều vật liệu tổng hợp:
Vỏ máy có thể dùng nhiều loại vật liệu tổng hợp khác nhau nh nhựa tổng hợp bền với
nhiều điều kiện môi trờng, màu sắc đẹp và sáng.
7. Chuyển đổi trạng thái hoạt động:
Lắp thêm bộ phận cân điều chỉnh máy thăng bằng, ổn định. Chân máy có thể nâng lên,
hạ xuống đợc.
đề xuất thêm 1 nguyên tắc:
* Ap dụng nguyên tắc phỏng sinh học:
Vị trí đặt máy Fax thờng là tại Văn phòng hành chính hoặc gần vị trí lãnh đạo. Vậy cần
kết hợp với chức năng trang trí, nâng cao tính thẩm mỹ đợc áp dụng trong kỹ thuật.
Với chiếc máy Fax này có thể cấu tạo theo hình 1 bức tranh điện ( cầu treo, tháp, ..,)
Bài 2
BàI TOáN TốI ƯU HOá MặT CắT KếT CấU TƯờNG chắn đất trọng lực
I. GIớI THIệU TổNG QUAN Về BàI TOáN:
Đây là bài toán tính toán thiết kế tối u các thông số mặt cắt của kết cấu tờng chắn đất
trọng lực. Kết quả bài toán sẽ cho biết những kích thớc tối u của kết cấu tờng chắn đất trọng
lực, tơng ứng với giá thành kết cấu là rẻ nhất.
II. NộI DUNG Kỹ THUậT CủA BàI TOáN:
Thông thờng khi thiết kế kết cấu kết cấu tờng chắn đất trọng lực thì ngời kỹ s thờng chọn
trớc các kích thớc của tờng theo cấu tạo và kinh nghiệm, sau đó tính duyệt và sửa đổi dần đến
lúc kết quả là chấp nhận đợc. Điều này chắc chắn cha thể cho phép ngời kỹ s chọn đợc các kích
thớc tối u của bài toán và nh vậy đơng nhiên là giá thành công trình sẽ không phải là thấp nhất.
Cấu tạo về hình dạng của kết cấu tờng chắn đất trọng lực rất đa dạng, tuỳ thuộc vào yêu
cầu về vật liệu, yêu cầu về mỹ quan, yêu cầu về cờng độ, yêu cầu về chiếm dụng mặt bằng, ...
mà ta có thể chọn nhiều dạng hình cấu tạo khác nhau nh lng tờng đứng, lng tờng xuyên, mặt t-
ờng đứng, mặt tờng xuyên, ....
Ta chọn mặt cắt tờng có dạng đơn giản nhất nh hình vẽ bên:
Tờng bằng bê tông M150 chiều cao H, đặt trên nền đá gốc.
Nh vậy bài toán đặt ra là yêu cầu phải xác định đợc các kích
thớc tối u của mặt cắt này. Điều kiện các kích thớc này phải
thoả mãn sao cho mặt cắt cho giá thành rẻ nhất nhng vẫn đảm
bảo các yêu cầu về cờng độ.
Cụ thể hoá các công thức nh sau:
G = F * L
T
* G
BT
Trong đó: + G : giá thành công trình (đồng).
+ F : diện tích mặt cắt ngang tờng (m2).
+ L
T
: chiều dài tờng (m).
+ G
BT
:
giá thành 1 m3 bê tông M150 đá 2x4 (đồng/m3)
Điều kiện về cấu tạo: tg
0
= (X
7
X
6
)/(X
1
+ X
2
+ X
3
+ X
4
+ X
5
) < 12
0
.
X
2
,
X
4
và X
5
25 cm; X
6
50 cm;
X
i
là các kích ghi chú theo hình vẽ (cm).
Kiểm toán ổn định trợt phẳng theo đáy tờng (K
tr
yc
tr
K
):
+ K
tr
: hệ số chống trợt theo đáy tờng.
+
yc
tr
K
: hệ số chống trợt yêu cầu.
+ m
: hệ số tính toán đối với trọng lợng tờng.
+
: góc ngoại ma sát (độ).
X2
X3
X5
X1
X4
X
6
X
7
H
+
+ E
a
: áp lực đất tác dụng lên tờng (tấn/m).
+
BT
: trọng lợng riêng của bê tông M150 đá 2x4 (tấn/m3).
+ f
: hệ số ma sát giữa bê tông và nền đá.
Trọng lợng 1m dài tờng :
V = m *
BT
* F * 1
tg = X
3
/H = arctg(X
3
/H)
E
ax
= E
a
* cos(+); E
ay
= E
a
* sin(+);
Hệ số ổn định trợt :
( )
( )
oayax
oaxay
tr
tgEVE
ftgEEV
K
*
**
+
++
=
Nếu K
tr
yc
tr
K
: đạt.
Nếu K
tr
<
yc
tr
K
: không đạt, trở về chọn lại X
i
.
Kiểm toán ổn định chống lật quanh mép móng (K
l
yc
l
K
):
+ K
l
: hệ số ổn định lật.
+
yc
l
K
: hệ số ổn định lật yêu cầu.
+ Z
1
: cánh tay đòn của V (m).
+ Z
2
: cánh tay đòn của E
ax
(m).
+ Z
3
: cánh tay đòn của E
ay
(m).
Hệ số ổn định lật :
2
31
*
**
ZE
ZEZV
K
ax
ay
l
+
=
Nếu K
l
yc
l
K
: đạt;
Nếu K
l
<
yc
l
K
: không đạt, trở về chọn lại X
i
.
Kiểm tra bền bản thân tờng (
n
< [R
n
] và (
k
< [R
k
]) :
+
n
: ứng suất nén lớn nhất (daN/cm2).
+
k
: ứng suất kéo lớn nhất (daN/cm2).
+ [R
n
] : khả năng chịu nén cho phép của bê tông M150 (daN/cm2).
+ [R
k
] : khả năng chịu kéo cho phép của bê tông M150 (daN/cm2).
+ Z
x
: khoảng cách từ E
ax
đến chân tờng (m).
+ Z
y
: khoảng cách từ E
ay
đến điểm giữa của bề rộng chân tờng (m).
Mô men uốn tại tiết diện chân tờng:
M
u
= E
ax
* Z
x
- E
ay
* Z
y
Lực dọc tiết diện:
N = E
ay
+ V
Diện tích tiết diện:
S = b * 1; với b = X
1
+ X
2
+ X
3
Mô men chống uốn của tiết diện:
W = 1 * b
2
/6
- Ưng suất nén lớn nhất:
W
M
S
N
u
n
+=
Nếu
n
< [R
n
] : đạt.
Nếu
n
> [R
n
] : không đạt, trở về chọn lại X
i
.
- Ưng suất kéo lớn nhất:
W
M
S
N
u
k
=
Nếu
k
< [R
k
] : đạt.
Nếu
k
> [R
k
] : không đạt, trở về chọn lại X
i
.
Tính toán hàm mục tiêu : G = F * L
T
* G
BT
Kiểm tra hàm mục tiêu : G = min(G
i
)
IIi. mô hình bàI toán thiết kế tối u tơng ứng:
Hàm mục tiêu :
G = giá thành = G (X
1
, X
2
, X
3
, X
4
, X
5
, X
6
, X
7
)
Hàm ràng buộc :
* tg
0
= (X
7
X
6
)/(X
1
+ X
2
+ X
3
+ X
4
+ X
5
) < 12
0
.
* X
2
,
X
4
và X
5
25 cm; X
6
50 cm;
*
1
=
( )
( )
oayax
oaxay
tr
tgEVE
ftgEEV
K
*
**
+
++
=
yc
tr
K
*
2
=
2
31
*
**
ZE
ZEZV
K
ax
ay
l
+
=
yc
l
K
*
3
=
W
M
S
N
u
n
+=
< [R
n
]
*
4
=
W
M
S
N
u
k
=
< [R
k
]
IV. LựA CHọN PHƯƠNG PHáP GIảI:
Vậy ta chọn phơng pháp thử nghiệm độc lập. Đây là phơng pháp rất đơn giản dễ thực
hiện và rất thuận tiện trong tính toán trên máy vi tính. Nhng kết quả của phơng pháp này không
phải là chính xác nhất và khi số ẩn của bài toán tăng lên nhiều thì khối lợng thực hiện là rất lớn,
nhng với sự hỗ trợ của máy tính hiện đại, tốc độ ttính toán rất cao, chúng ta có thể giải quyết
nhanh chóng và cho kết quả chấp nhận đợc.
v. sơ đồ khối chơng trình:
BEGIN
NHậP Số LIệU
+ Số liệu xác định: L
T
,
BT
, G
BT
,
yc
tr
K
,
yc
l
K
,
m,
,
[ ]
n
R
,
[ ]
k
R
, E
a
và f.
+ Số liệu điều chỉnh: X
1
, X
2
, X
3
, X
4
,
X
5
, X
6
và X
7
ổn định
trợt phẳng
K
tr
yc
tr
K
ổn định
chống lật
K
l
yc
l
K
ứng suất nén
lớn nhất
n
< [R
n
]
ứng suất kéo
lớn nhất
k
< [R
k
]
Không đạt
Đạt
Không đạt
Đạt
Đạt
Không đạt
Đạt
Không đạt
Tính toán hàm mục tiêu
Không tối u
Tối u
Kiểm tra hàm mục tiêu
Xuất số liệu
END
