Статические законы

К этой группе относятся законы:

• полноты частей системы. Он заключается в том, что необходимым условием жизнеспособности системы является наличие и минимальная работоспособность основных её частей (каждая часть должна быть минимально пригодна к выполнению её основных функций);

• энергетической проводимости. Система жизнеспособна, если имеется сквозной проход энергии по всем её частям (т.к. любая техническая система - преобразователь энергии, очевидна необходимость передачи энергии от двигателя через трансмиссию к рабочему органу);

- согласование ритмики - нормальная работа технической системы возможна при согласовании час­тоты колебаний и периодичности действия частей системы.

Кинематические законы

1)Закон увеличения степени идеальности описывается следующем выражением:

где Ф_п и Ф_в - соответственно полезные и вредные факторы.

Развитие технической системы идет в направлении увеличения полезных, и уменьшения вредных факто­ров. Повышение идеальности технических систем осуществляется путем развертывания - увеличения количе­ства и качества выполняемых полезных функций за счет усложнения системы и свертывания - упрощения сис­темы при сохранении и увеличении количества и качества полезных функций. На всех, этапах развития процес­сы развертывания и свертывания могут чередоваться, приходя на смену друг другу. При общем развертывании системы отдельные её подсистемы могут свертываться и наоборот. Развертывание технической системы в процессе ее развития в рамках существующей конструкции предусматривает включение в систему дополнительных подсистем (элементов), повышающих качество выполнения основных функций, компенсирующих недос­татки. Свертывание предполагает уменьшение числа, элементов системы за счет выполнения требуемых функ­ций другими элементами системы. Согласование - рассогласование являются также важными факторами в повышении идеальности системы Согласование в материаловедении можно пронаблюдать на выравнивании свойств материалов по всему объему: использование материалов высокой чистоты: устранение внутренних напряжений в материале. Примером может служить применение сверхчистого железа для предотвращения окис­ления. Отсутствие в материале примесей исключает возможность образования микрогальванических пар. Дру­гим примером может служить использование одинаковых материалов для разных функций (одна и та же сталь может быть применена для коленчатого вала и шестерен коробки передач автомобиля). Может быть также подбор материалов для взаимодействующих частей, чтобы они не оказывали разрушающего действия друг на дру­га (стальной вал, бронзовый подшипник скольжения). Рассогласование проявляется в том, что стремятся полу­чить дифференциацию свойств материалов по объёму:

а)направленное легирование металлов;

б)использование предварительно напряженных материалов. Примером могут служить:

а) изготовление интегральных схем диффузией атомов различных примесей в чистый кремний;

б) поверхностная закалка стали.

Рассогласование заключается в использовании композитных материалов.

Динамическое рассогласование - рассогласование, заключающееся в использовании веществ с изменяющимся агрегатным состоянием, находящихся в смешанном агрегатном состоянии (смесь твердого и жидкого), переходящих в процессе работы из одного состояния в другое под действием управляющего поля. Например, при необходимости создать давление внутри полости в нее наливают воду, а затем замораживают. Другим примером является применение электро- и магнитореологических жидкостей, твердеющих в соответствующих полях (электрическом или магнитном).

2. Важным законом, определяющим необходимость совершенствования технической системы, является неравномерность развития её частей (это, в частности, является причиной возникновения технических противо­речии в системе).

3. Законы вытеснения из системы человека. Эффективным направлением совершенствования технических систем является вытеснение из них человека:

-с исполнительного уровня: появление простых инструментов типа дубина, каменный нож, преобразова­тель энергии типа рычага;

-с уровня управления: руль корабля, воздушные рули - элетроны, копирные устройства;

-с уровня принятия решений появление датчиков, преобразователей информации, от биноклей до элек­тронных систем, автоматических систем: управления.

4)Еще одним: важным законом, определяющим совершенствование технических систем, является пере­ход в надсистему исчерпавших свои возможности систем в качестве составных частей надсистемы и развитие идет на новом уровне. Примером может служить создание обрабатывающих музыкальных центров и др.