МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Заочный факультет

Контрольная работа по дисциплине

«Основы инженерного творчества»

Выполнил студент гр. 1ЗбСс5 Фомичёв А.А.

Проверил доцент, к. т. н. Бакатин Ю. П.

Москва 2014

Грузовой автомобиль вездеход

Часть 1

Освоить приемы метода морфологического анализа для поиска новых технических решений инженерной задачи

1.Сформулироватъ задачу и выделить основную функцию технического решения (ТР).

Задача: поиск технического решения для грузового автомобиля-вездехода.

Основная функция искомого ТР – транспортировка грузов и пассажиров в условиях бездорожья.

2.Определить вспомогательные функции, которые искомое ТР должно выполнять.

Определим следующие вспомогательные функции:

А) преобразование энергии топлива в механическую (двигатель);

Б) фиксация узлов автомобиля в пространстве (несущая конструкция).

В) движение (движители);

Г) обеспечение тяги (силовая установка);

Д) передача энергии от силового агрегата к движителю (трансмиссия);

Е) хранение топлива (топливные баки);

Ж) управление траекторией движения (рулевое управление).

З)высокая грузоподьёмность

Примечание: это небольшая часть всех необходимых вспомогательных функций, но их будет достаточно для освоения приемов метода морфологического анализа.

3.Составить морфологического карту поиска ТР и найти несколько возможных ТР, удовлетворяющих каждую вспомогательную функцию.

Морфологическая карта поиска ТР

Вспомогательные функции	Частичные решения
	1	2	3	4
А. преобразование энергии топлива в механическую	бензиновый двигатель	дизельный двигатель	газогенераторный двигатель
Б. фиксация узлов автомобиля в пространстве	несущая рама	несущая усиленная рама
В. движение	колесные движители	гусеничные движители	Смешанные колёсногусеничные движетели
Г. обеспечение тяги	переднемоторная силовая установка	среднемоторная силовая установка	заднемоторная силовая установка	Мотор-колесо
Д. передача энергии от силового агрегата к движителю	механическая трансмиссия	гидравлическая трансмиссия	электро-механическая трансмиссия	пневматическая трансмиссия
Е. хранение топлива	1 бак на раме	2 бака на раме	бак в грузовом отсеке
Ж. управление траекторией движения	руль с гироусилителем	руль с электро- усилителем	подруливающая задняя ось
З.высокая гузоподъёмность	2 оси	3 оси	2 оси с подключаемой третьей осью

4.Сформулировать обязательные технические требования (ТТ) к качеству выполнения каждой вспомогательной функции.

Будем рассматривать следующие обязательные технические требования;

1. энергетическое обеспечение динамики движения по бездорожью (Мкр>300Нм);

2. возможность движения по дорогам общего пользования со скоростью > 60 км/час;

3. проходимость (нагрузка на грунт < 1кг/см²);

4. экономичность (расход топлива < 25л/100км);

5. преодоление водных преград до глубины 2м;

6. автономность до 1000км;

7. полный снаряженный вес до 15000кг.

8. объём кузова более 40куб.м

5.Исключить из морфологической карты решения, не удовлетворяющие обязательным ТТ, сформулированном в п,4

Обязательные технические требования	Частичные решения
	А				Б			В				Г					Д					Е				Ж				З
	1	2	3	1		2	1		2	3	1		2	3	4	1		2	3	4	1		2	3	1		2	3	1		2	3
1. Динамика движения (Мкр>300Нм)	1	1	0	-		-	1		0	0	-		-	-	0	1		1	0	0	-		-	-	-		-	-	-		-	-
2. Дороги общего пользования (> 60 км/час )	1	1	1	-		-	1		0	0	-		-	-	-	-		-	-	-	-		-	-	-		-	-	-		-	-
3.Нагрузка на грунт (< 1кг/см2)	-	-	-	-		-	1		1	1	-		-	-	-	-		-	-	-	-		-	-	-		-	-	0		1	1
4. Экономичность (< 25л/100км)	0	1	0	-		-	1		1	1	-		-	-	-	1		0	1	0	-		-	-	-		-	-	-		-	-
5. Водные преграды (до2м)	-	-	-	-		-	1		1	1	1		1	1	0	1		1	0	1	-		-	-	1		0	1	0		1	1
6. Автономность ( до 1000км)	1	1	1	-		-	-		-	-	-		-	-	-	-		-	-	-	0		1	1	-		-	-	-		-	-
7. Снаряженный вес ( до 15000кг)	1	1	0	0		1	1		0	-	-		-	-	-	1		0	0	1	-		-	-	-		-	-	1		1	1
8.Объём кузова (>40куб.м.)	-	-	-	0		1	-		-	-	-		0	0	-	-		-	-	-	-		-	0	-		-	-	-		-	-
Допустимые варианты		X				X	X				X					X							X		X			X			X	X

Вывод: остались следующие допустимые частичные решения:

А2, Б2, В1, Г1, Д1, Е2, Ж1,Ж3,З2,З3.

Общее количество вариантов ТР на данном этапе = 1x1x1x1х1x1x2х2 = 4

6.Составить матрицу парных сравнений и проверить оставшиеся частичные решения на совместимость.

Варианты частичных решений		А2	Б2	В1	Г1	Д1	Е2	Ж1	Ж3	З2	З3
	А2		1	1	1	1	1	1	1	1	1
	Б2				1	1	1	1	1	1	1
	В1				1	1	1	1	1	1	1
	Г1					1	1	1	1	1	1
	Д1								1	1	1
	Е2								1	1	1
	Ж1								1	1	1
	Ж3									1	1
	З2										1
	З3

Вывод: все частичные решения попарно совместимы друг с другом; количество вариантов ТР не изменилось.

7.Перечислить все наборы вариантов частичных решений, которые можно объединить друг с другом, не опасаясь их несовместимости.

Остались следующие варианты ТР (наборов частичных решений):

А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1З2

А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1З3

А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1Ж3З2

А2Б2В2Г1Д1Е2Ж1Ж3З3

8.Составить возможно полный список дополнительных требований, которые необходимо учитывать при выборе варианта решения задачи, сформулированной в п.1

Будем рассматривать следующие дополнительные требования:

ТТ1 Простота устройства

ТТ2 Стоимость изготовления

ТТ3 Возможность применения в качестве тягача

ТТ4 Стоимость эксплуатации

ТТ5 Степень унификации

9.Превести ранжирование и «взвешивание» дополнительных требований методом парного сравнения,

Дополнительные технические требования	ТТ1	ТТ2	ТТ3	ТТ4	ТТ5	Сумма		Новая сумма		Ранг		Весовой коэфф.
1.Простота устройства	-	1	1	1	0	3		3,5		1		0,35
2.Стоимость изготовления	0	-	1	1	1	3		2,5		2		0,25
3. Возможность применения как тягач	0	0	-	1	0	1		0,5		5		0,05
4.Стоимость эксплуатации	0	0	0	-	1	1		1,5		4		0,15
5.Степень унификации	1	0	1	0	-	2		2		3		0,2
Сумма:							10		10				1

10. Составить матрицу решений и выбрать техническое решение, наилучшим образом удовлетворяющее дополнительным требованиям, сформулированным в п.8.

Вариант технических решений	Дополнительные технические требования (ТТ) с весовыми коэффициентами						Результат оценки
	ТТ1 α1= 0,35	ТТ2 α2= 0,25	ТТ3 α3= 0,05	ТТ4 α4= 0,15	ТТ5 α5 = 0,2
А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1З2	Wij 8	10	7	7	6
	αjWij 2,8	2,5	0,35	1,05	1,2	7,9
А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1З3	6	10	10	7	3
	2,1	2,5	0,5	1,05	0,6	6,75
А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1Ж3З2	5	7	6	7	8
	1,75	1,75	0,3	1,05	1,6	6,45
А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1Ж3З3	3	5	6	10	5
	1,05	1,25	0,3	1,5	1,0	5,5

Вывод: В результате морфологического анализа выбран следующий вариант ТР:

А2Б2В1Г1Д1Е2Ж1 - дизельный, усиленной несущей рамой, колесный, переднемоторный, с механической трансмиссией, с 2-мя топливными баками , с гидроусилителем руля, трехосный.