Phân tích các ứng dụng nguyên lý sáng tạo trong quá trình hình thành và phát triển ô tô: 22 KẾT LUẬN:..... Nguyên Tắc Phản Đối Xứng: Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng
Trang 1MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU: 2
I NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA 40 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC: 3
1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ: 3
2 Nguyên Tắc Tách Khỏi Đối Tượng: 3
3 Nguyên Tắc Phẩm Chất Cục Bộ: 4
4 Nguyên Tắc Phản Đối Xứng: 4
5 Nguyên Tắc Kết Hợp: 5
6 Nguyên Tắc Vạn Năng: 5
7 Nguyên Tắc Chứa Trong: 5
8 Nguyên Tắc Phản Trọng Lượng: 6
9 Nguyên Tắc Gây Ứng Suất Sơ Bộ: 7
10 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ: 7
11 Nguyên Tắc Dự Phòng: 7
12 Nguyên Tắc Đẳng Thế: 8
13 Nguyên Tắc Đảo Ngược: 8
14 Nguyên Tắc Cầu ( Tròn ) Hoá: 9
15 Nguyên Tắc Linh Động: 10
16 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” Hoặc “Thừa”: 10
17 Nguyên Tắc Chuyển Sang Chiều Khác: 10
18 Sử Dụng Các Dao Động Cơ Học: 11
19 Nguyên Tắc Tác Động Theo Chu Kỳ: 12
20 Nguyên Tắc Liên Tục Tác Động Có Ích: 12
21 Nguyên Tắc “Vượt Nhanh”: 13
22 Nguyên Tắc Biến Hại Thành Lợi: 13
23 Nguyên Tắc Quan Hệ Phản Hồi: 13
24 Nguyên Tắc Sử Dụng Trung Gian: 13
25 Nguyên Tắc Tự Phục Vụ: 14
26 Nguyên Tắc Sao Chép (Copy): 14
27 Nguyên Tắc “Rẻ” Thay Cho “Đắt”: 15
28 Thay Thế Sơ Đồ Cơ Học: 15
29 Sử Dụng Các Kết Cấu Khí Và Lỏng: 16
30 Sử Dụng Vỏ Dẻo Và Màng Mỏng: 16
31 Sử Dụng Các Vật Liệu Nhiều Lỗ: 17
32 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc: 17
33 Nguyên Tắc Đồng Nhất: 18
34 Nguyên Tắc Phân Hủy Hoặc Tái Sinh Các Phần: 19
35 Thay Đổi Các Thông Số Hoá Lý Của Đối Tượng: 19
36 Sử Dụng Chuyển Pha: 19
37 Sử Dụng Sự Nở Nhiệt: 20
38 Sử Dụng Các Chất Ôxy Hoá Mạnh: 20
39 Thay Đổi Độ Trơ: 21
40 Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite): 21
-II ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Ô TÔ: 22
1 Lịch sử: 22
2 Phân tích các ứng dụng nguyên lý sáng tạo trong quá trình hình thành và phát triển ô tô: 22 KẾT LUẬN: 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 29
Trang 2-LỜI NÓI ĐẦU:
Trong thời đại chúng ta đang sống, nhân loại đang bước vào ngưỡng cửa nền kinh
tế tri thức mà cơ sở của nó là sự phát triển mạnh mẽ như vũ bão của cuộc cách mạngkhoa học – công nghệ Những phát minh khoa học được áp dụng nhanh vào sản xuất vậtchất và tinh thần Để có được những thành tựu khoa học – công nghệ như ngày nay là sựlàm việc gian khổ, là quá trình nghiên cứu sáng tạo không ngừng của các nhà khoa học
Ô tô là phương tiện di chuyển phổ biến hiện nay trên thế giới, với nhiều kiểu dáng
đa dạng, những tính năng mới ngày càng mở rộng Nhưng để có được thành quả 1 chiếc ô
tô hiện đại và tiện nghi như ngày nay là quá trình sáng tạo lâu dài của các nhà phát minh,sáng chế
Trong bài tiểu luận này, em sẽ nêu lại 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản (trong bộsách trình bày các thủ thuật, nguyên tắc sáng tạo cơ bản của GS Phan Dũng dịch từ sáchnguyên bản của giáo sư người Nga Altshuller) Trình bày và phân tích một số nguyên lýsáng tạo đã được áp dụng trong quá trình hình thành và phát triển Ô tô
Em xin chân thành cám ơn GS TSKH Hoàng Kiếm, giảng viên môn học Phươngpháp nghiên cứu khoa học trong tin học, Thầy đã truyền đạt cho chúng em những kiếnthức quý báu về nguyên lý sáng tạo cũng như những phương pháp nghiên cứu khoa học,giúp chúng em có thêm niềm đam mê cũng như hiểu rõ về con đường nghiên cứu khoahọc
Trang 3I NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA 40 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC:
1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ:
Nội dung:
Ví dụ: Sợi xích gồm các mắt xích liên kết với nhau giúp cho dây có thể xoay trởlinh hoạt
2 Nguyên Tắc Tách Khỏi Đối Tượng:
Nội dung: Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại,
tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng
Ví dụ:
chuyển đến nơi khác
Trang 43 Nguyên Tắc Phẩm Chất Cục Bộ:
Nội dung:
đồng nhất thành không đồng nhất
việc
Ví dụ:
mặt bên trong không cần in để tiết kiệm chi phí
4 Nguyên Tắc Phản Đối Xứng:
Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói
chung làm giảm bậc đối xứng)
Ví dụ: Đèn pha conTempo với ánh sáng bất đối xứng làm cho không gian đượcchiếu sáng hiệu quả và cho ánh sáng tập trung
Trang 5 Nội dung: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự
tham gia của đối tượng khác
Ví dụ:
còn có thêm chức năng nghe nhạc, xem phim, lướt web…
thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là đo điện trở, đođiện áp DC, đo điện áp AC và đo dòng điện Ưu điểm của đồng hồ là đo nhanh,kiểm tra được nhiều loại linh kiện
7 Nguyên Tắc Chứa Trong:
Nội dung:
tượng thứ ba
Trang 6 Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác.
Ví dụ:
vật đi theo hướng đi của piston
khuyến mãi để thu hút người mua, ví dụ dầu gội tặng kèm dầu xả, kem đánh răngtặng kèm bàn chải, xà bông giặt đồ tặng kèm nước xả vải…
Trang 79 Nguyên Tắc Gây Ứng Suất Sơ Bộ:
Nội dung:
không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làmviệc sẽ dùng ứng suất ngược lại)
Ví dụ:
phải chờ load trong lúc xem so với xem trực tiếp từ mạng
10 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ:
Nội dung:
nhất, không mất thời gian dịch chuyển
Ví dụ:
sẽ rõ ràng và phần mềm sẽ ít sinh lỗi
11 Nguyên Tắc Dự Phòng:
Nội dung:
Trang 8 Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phươngtiện báo động, ứng cứu, an toàn
Ví dụ:
thiết bị UPS không bị tắt đột ngột làm mất dữ liệu khi mất điện
12 Nguyên Tắc Đẳng Thế:
Nội dung:
Ví dụ:
13 Nguyên Tắc Đảo Ngược:
Nội dung:
làm nóng mà làm lạnh đối tượng)
Trang 9 Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên
và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động
Ví dụ:
xây dựng ngôi nhà lộn ngược nhằm hút khách du lịch tới Áo
14 Nguyên Tắc Cầu ( Tròn ) Hoá:
Nội dung:
kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu
Ví dụ:
thể nằm ở bất kì góc nào để có cái nhìn bao quát 360 độ
hơn so với ống hình vuông và chịu áp lực tốt hơn
Trang 1015 Nguyên Tắc Linh Động:
Nội dung:
tối ưu trong từng giai đoạn làm việc
Ví dụ:
Điện thoại nắp trượt đáp ứng nhu cầu màn hình lớn và kích thước nhỏ gọn Thiết
kế trượt giúp bàn phím có thể linh động thu vào và kéo ra khi cần thiết
16 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” Hoặc “Thừa”:
Nội dung:
“một chút” Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn
sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (haichiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối
Trang 11tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (bachiều).
Ví dụ:
nặng Sự chuyển động của qua lại của con lắc và quả nặng điều khiển các bánhrăng và làm quay các kim giờ, kim phút trên mặt đồng hồ
Trang 1219 Nguyên Tắc Tác Động Theo Chu Kỳ:
Nội dung:
Ví dụ:
năng lượng
20 Nguyên Tắc Liên Tục Tác Động Có Ích:
Nội dung:
luôn làm việc ở chế độ đủ tải)
Ví dụ:
xen kẽ giữa 2 vụ lúa, 1 vụ lạc hoặc bắp vào mùa khô không có nước
21 Nguyên Tắc “Vượt Nhanh”:
Nội dung:
Trang 13 Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn.
Ví dụ:
thì tăng tốc để đến đích nhanh nhất
22 Nguyên Tắc Biến Hại Thành Lợi:
Nội dung:
được hiệu ứng có lợi
Ví dụ:
nguyên con đều có thể được biến thành phân bón hữu cơ sạch
23 Nguyên Tắc Quan Hệ Phản Hồi:
Nội dung:
Ví dụ:
Cầu dao tự động tắt khi có cháy nổ xảy ra
24 Nguyên Tắc Sử Dụng Trung Gian:
Nội dung:
Ví dụ:
Trang 14 Các cục sạc có ba chấu dùng với ổ cắm điện hai chấu, người ta sử dụng cụcchuyển đổi từ ba chấu sang hai chấu để sử dụng.
25 Nguyên Tắc Tự Phục Vụ:
Nội dung:
với các tỷ lệ cần thiết
thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tửngoại
Ví dụ:
Trang 15 Mô hình thu nhỏ của 1 khu đô thị mới hoặc chung cư giúp người mua nhà xem xéthiện trạng một cách dễ dàng mà không cần phải đến tận nơi.
27 Nguyên Tắc “Rẻ” Thay Cho “Đắt”:
Nội dung:
dụ như về tuổi thọ)
Ví dụ:
Sân cỏ bóng đá nhân tạo giúp tiết kiệm chi phí chăm sóc và dùng được lâu hơn
28 Thay Thế Sơ Đồ Cơ Học:
Nội dung:
theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định
Ví dụ:
Máy bơm nước bằng điện thay cho máy bơm nước bằng tay
Trang 16
29 Sử Dụng Các Kết Cấu Khí Và Lỏng:
Nội dung:
nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực
Ví dụ:
Trang 17 Gạch ống thay cho gạch đặc, có nhiều lỗ trọng lượng nhẹ, tiết kiệm vật liệu, cách
âm, cách nhiệt tốt, dùng để xây tường trong xây dựng
32 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc:
Nội dung:
phụ gia màu, huỳnh quang
Trang 18 Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu.
vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng chotrước
Ví dụ:
Các kiến trúc sư thường phối màu cho các đồ vật trong nhà cùng màu hoặc cáctông màu gần nhau, như vậy sẽ trông đẹp hơn
Trang 1934 Nguyên Tắc Phân Hủy Hoặc Tái Sinh Các Phần:
Nội dung:
hủy (hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng
việc
Ví dụ:
Các vỏ chai thuốc trừ sâu thường được vứt một cách bừa bãi sau khi sử dụng, thờigian phân hủy rất lâu Ngày nay với ý thức bảo vệ môi trường, các nhà sản xuấtđang sử dụng chai thuốc trừ sâu tự hủy
Màng phủ đất tự hủy
35 Thay Đổi Các Thông Số Hoá Lý Của Đối Tượng:
Nội dung:
Ví dụ:
vôi, và trấu trong nhiều tuần lễ, hay nhiều tháng có giá trị dinh dưỡng cao và trịbệnh
36 Sử Dụng Chuyển Pha:
Nội dung:
tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng
Trang 20 Ví dụ:
giãn nở thủy ngân chứa bên trong nhiệt kế đến vạch có ghi nhiệt độ
38 Sử Dụng Các Chất Ôxy Hoá Mạnh:
Nội dung:
Ví dụ:
làm nhiên liệu cho tên lửa, chế tạo mìn phá đá, dùng trong đèn xì ôxy-Axetilen đểhàn cắt kim loại
Trang 2139 Thay Đổi Độ Trơ:
Nội dung:
Ví dụ:
Acid Absorbent được dùng để thấm và trung hòa cục bộ hầu hết các loại axit bịtràn vãi một cách nhanh chóng, hiệu quả và an toàn Sản phẩm được dùng để ứngcứu khẩn cấp các sự cố tràn vãi axít cho các công ty hóa chất, các công ty dầu khí,các ngành công nghệ cao, các nhà máy sản xuất ắc qui, pin…
40 Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite):
Nội dung:
(composite) Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới
Ví dụ:
đóng vai trò vật liệu gia cường Vì vậy, nhựa FRP có tính năng cơ lý (chịu nén,chịu uốn, chịu kéo ) cao hơn bất kỳ một loại nhựa không có cốt liệu sợi thủy tinh( như PVC, PP, PE, ABS, )
TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Ô TÔ:
1 Lịch sử:
Chiếc ô tô đầu tiên trên thế giới được làm bằng gỗ năm 1672, chạy bằng hơi nước,trong đó sử dụng một bếp lò để đun nước Người chế tạo ra chiếc xe là FerdinandVerbest
Chiếc xe hơi chạy bằng động cơ xăng (động cơ Otto) được Karl Benz phát minh ra
ở Đức năm 1885 Mặc dù Karl Benz được công nhận là người sáng tạo ra chiếc xe
Trang 22hơi hiện đại, nhiều kỹ sư người Đức khác cũng đã làm việc để chế tạo ra nhữngchiếc xe hơi khác trong cùng thời gian Các nhà phát minh đó là: Karl Benz, ngườiđược cấp một bằng sáng chế ngày 29 tháng 1 năm 1886 ở Mannheim cho chiếc xehơi ông chế tạo năm 1885; Gottlieb Daimler và Wilhelm Maybach ở Stuttgart năm
1886 (cũng là những nhà phát minh ra chiếc xe motor đầu tiên); và năm1888/1989 nhà phát minh người Đức - Áo Siegfried Marcus ở Viên, mặc dùMarcus không đạt tới giai đoạn thực nghiệm
2 Phân tích các ứng dụng nguyên lý sáng tạo trong quá trình hình thành và phát triển ô tô:
Trang 23 Nguyên tắc kết hợp:
Chiếc xe do Ferdinand Porsche sáng chế được biết đến như nguyên mẫu hybridxăng - dầu - điện đầu tiên năm 1900 Năm 1905 kỹ sư người Mỹ H Piper đưa rakiểu dáng đầu tiên cho xe hybrid xăng-điện giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khíthải, bảo vệ môi trường
Nguyên tắc dự phòng:
Hệ thống kiểm soát áp suất lốp thực hiện chức năng: đo áp suất lốp và cảnh báocho tài xế biết khi nào cần bơm lốp Hệ thống thậm chí còn cảnh báo cho tài xếnếu lốp bị rò hơi
Các hệ thống phát hiện điểm mù của ô tô sử dụng bộ cảm biến để phát hiện vàcảnh báo cho người lái nếu có các xe khác gần đó nhưng nằm ngoài phạm vi quansát của người lái (điểm mù) Hệ thống có thể cảnh báo bằng nhiều cách: thông quađèn gắn trên gương chiếu hậu, làm rung vô-lăng hoặc ghế ngồi
Trang 24 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa:
Buổi ban đầu, kiểu dáng thiết kế của xe không đa dạng và phong phú, toàn bộ thân
xe chỉ là những đường nét thô vuông vức Hầu hết ôtô đều có chung kiểu dáng chữ
T đặc trưng của Ford Tuy vậy, hình dáng này khá thuận tiện khi lưu thông trênđường phố Ban đầu, những chiếc xe đua chuyên nghiệp đều thiếu hệ số lực cản.Yếu tố này vẫn chưa được lưu tâm đúng mức trong việc nghiên cứu thiết kế xe
Do đó xe gặp phải quá nhiều chướng ngại vật khi vận hành ở tốc độ cao Kỹ sưAurel Persu (1890-1977) thử nghiệm các hình dáng khả dĩ nhất, thích hợp nhất đểđạt được hệ số cản tốt nhất Kết quả, ông cho ra đời mẫu xe có hình dáng như giọtnước đang rơi với hệ số lực cản lý tưởng -0,04 Điều này có nghĩa, ôtô có thể đượcgiảm thiểu sức cản của gió khi xe chạy ở tốc độ cao
Nguyên tắc linh động:
Chế độ ngắt hoạt động của một số xy-lanh giúp tiết kiệm nhiên liệu Ví dụ, động
cơ V8 có thể chỉ hoạt động với 4 hoặc 6 xy-lanh khi xe vận hành ở tốc độ thấphoặc chạy với tốc độ đều trên đường cao tốc Tính năng này đặc biệt có ý nghĩatrong bối cảnh giá nhiên liệu leo thang như hiện nay
Nguyên tắc vượt nhanh:
Trang 25 Đèn đi-ốt phát quang (LED) được dùng cho đèn hậu, đèn phanh, và đèn xi-nhan vìchúng bền và bật sáng nhanh hơn các loại bóng đèn sợi đốt truyền thống Giúpngười điều khiển giao thông an toàn hơn.
Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”:
Tháng 10/2012, Nissan lên kế hoạch sản xuất một chiếc xế hộp có giá khởi điểmchỉ 3.000 USD (60 triệu đồng) khiến nhiều hãng xe choáng váng Chiếc xe mangtên Datsun, với giá cực rẻ được tối giản hóa mọi chi tiết, công nghệ, miễn sao hoạtđộng tốt
Nguyên tắc quan hệ phản hồi:
Loại đèn xe chủ động thay đổi chế độ chiếu sáng tuỳ thuộc vào điều kiện thực tế,như khi xe rẽ, dải sáng sẽ chuyển theo, hoặc hệ thống có thể đo tốc độ xe chạy đểthay đổi chế độ chiếu sáng
Trang 26 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng:
Do điều kiện thời tiết, tình trạng môi trường, nên những xe vừa mua mới sẽ nhanhxuống nước sơn và độ bóng, sau một thời gian ngắn đưa vào sử dụng Một giảipháp đột phá để hạn chế tối đa tình trạng trên, đó là phủ một lớp nano Nó giúptăng độ cứng cho sơn, giảm khả năng trầy xước, tăng độ bóng của xe lên 60% sovới trước khi phủ, chống tia cực tím từ ánh nắng mặt trời, chống ăn mòn axit trongnhiệt độ thường, giảm khả năng bám bụi…
Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng:
Đèn pha HID/Xenon: Thay vì
đốt nóng dây tóc như bóng đèn
sợi đốt truyền thống, đèn pha
cường độ chiếu sáng cao HID sử
dụng khí Xenon, cho ánh sáng
trắng nên chiếu sáng tốt hơn các
loại đèn halogen
Thay vì sử dụng các chất liệu thông thường như nhựa và kim loại siêu bền, chiếc ô
tô iSAVE-SC1 được bao bọc bởi lớp bóng có thể bơm hơi, làm từ vải bạt chắcchắn Theo nhà sản xuất, điều này sẽ khiến chiếc xe ô tô trở nên an toàn hơn sovới các loại ô tô khác nếu chủ nhân của chúng lỡ đâm phải một vật nào đó trênđường Thậm chí, nếu xảy ra tai nạn với người đi đường
Trang 27 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần:
Sơn “tự lành”: loại sơn xe này có khả năng tự “chữa lành” vết xước trong vàingày Điều này có được do sơn bề mặt xe được phủ bằng một dung dịch đặc biệt,với bề mặt khô nhưng các phân tử vẫn có thể chuyển động để làm liền các vếtxước nhỏ
Nguyên lý sử dụng chuyển pha:
Trong quá trình làm việc của động cơ, khi nhiên liệu cháy trong xilanh động cơ cómột lượng nhiệt lớn tỏa ra, một phần chuyển thành công, một phần còn lại tỏa rangoài không khí, hoặc các chi tiết tiếp xúc với khí cháy tiếp nhận (xilanh, piston,nắp máy….) Ngoài ra, nhiệt lượng còn sinh ra do ma sát giữa các bề mặt làm việccủa các chi tiết trong động cơ Nước làm mát đóng vai trò là cầu nối trung chuyểnnhiệt lượng từ thân động cơ ra két làm mát
Nguyên tắc sử dụng sự nở nhiệt:
Những chiếc xe tự vận hành đầu tiên chạy bằng động cơ hơi nước, vào năm 1769dựa trên nguyên lý đó một người Pháp tên Nicolas Joseph Cugnot đã chế tạo rachiếc xe ôtô đầu tiên Động cơ đốt trong là loại động cơ sử dụng lực đẩy do nhiênliệu cháy làm cho thể tích không khí tăng lên gây ra lực đẩy Pittông bên trong xi –lanh, chuyển động tịnh tiến của Pittông làm quay trục cơ sau đó làm bánh xechuyển động nhờ xích tải hoặc trục chuyển động
Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành composite: