创新设计概论期末作业

创新设计概论期末作业

姓名：顾裕覃

学号：1043021069

班级：机制3班

选择第（3）题作为期末作业

一、问题描述

我国东北地区冬季降雪较多，这时汽车在雪地行驶会打滑造成交通事故，为避免由此造成的人身伤害和财产损失，现在需要分析此问题并制定一些方案来解决。

二、问题分析

1、功能分析

根据标准解的使用过程，首先判断该问题属于“需要改进系统”而不属于“检测和测量问题”。所谓“需要改进系统”在这个问题上，是指汽车在正常路况下行驶时原则上不会出现打滑的现象，行驶比较平稳，而在冰雪覆盖的路面上行驶由于汽车本身的防滑技术并没有做到位，故导致车轮与地面之间会出现打滑现象，因此需要提高汽车的防滑能力。在这里用功能分析方法来看，汽车是技术系统，而雪地是超系统，众所周知超系统是无法改进的，所以在这里主要对汽车进行改进，已达到防滑的目的。

2、因果分析

汽车在雪地行驶会打滑，很显然是因为汽车轮胎与地面间的有益摩擦力不够大（汽车的前行需要主动轮与地面间的有益摩擦），而摩擦力的大小与摩擦系数和压力（即车身重力）有关，车身重力不够，摩擦系数过小都会引起打滑，但是在这里摩擦系数是引起汽车打滑的主要原因。

3、资源分析

可从两方面分析，一是从汽车自身分析，可以利用汽车的某些配件（防滑链、表面与地面摩擦系数较大的轮胎），通过更换、装配等达到解决问题的目的；二是从环境分析，即从雪地方面分析，可以利用某些化学物质来改变雪地的与车轮的摩擦。

三、解决方案

1.建立物场模型

（1）识别元件通过分析可以知道该物场的模型是有害完整模型，该物场3个元件是“打滑”（场），雪地（S2），汽车（S2）

（2）构建模型如下图所示

（3）选择恰当解子集为S1.2破坏物场模型

S1.2.1引入S3消除有害作用

S1.2.2引入改进的S1或（和）S2来消除有害作用

S1.2.3排除有害作用

S1.2.4用F2来抵消有害作用

S1.2.5切断磁影响

可知只有S1.2.1和S1.2.2能满足解的条件

2.确定方案

方案一：通过增加汽车的车身重量来增加汽车轮胎与地面之间的摩擦力，使得汽车在雪地中行驶时不容易打滑。增加车身重量的方法有很多，如在车上放一些铁块等等。

方案二：汽车在雪地里行驶时给汽车上防滑链，这样通过加入第三种物质S3（防滑链）来阻止汽车打滑这一有害作用，改进后的物场如下图：

方案三：为汽车更换与地面摩擦更大的轮胎，改善汽车自身的行驶条件。

四、方案评价

对方案一的评价：

简单易行，而且成本较低，但是增加车重会使得车内空间变狭小，而且汽车

自身的惯性会增大，有可能会引起其他的有害作用。

对方案二的评价：

防滑链的拆、装较为麻烦，而且成本稍高，但是给汽车加上防滑链十分长有效的防滑方法，能够保证汽车较为正常的行驶，不容易发生事故，而且不会引起其他次生的有害作用。

对方案三的评价：更换轮胎对防滑效果并不是很好，不能原则上地解决问题而且更换程序麻烦。

综上所述，选择方案二最为合适，即给汽车上防滑链对防滑最有效可行。