摘要：护套薄壁刚度不足会导致护套性能不合格，影响车用电线束插接器的品质。应用TRIZ创新理论的物场模型分析问题，能够找到解决问题的思路和方法。
    TRIZ系俄文字母对应的拉丁字母缩写，意为解决发明创造问题的理论，起源于苏联，英译为Theory of Inventive Problem Solving，英文缩写为TIPS。 TRIZ被称为发明问题解决理论，是目前世界上公认最全面、最系统的解决发明创造问题的理论，是实现技术创新的有力工具。物场模型是TRIZ理论中一种重要的问题描述和分析工具，用来建立与现存技术系统问题相联系的功能模型。可以根据物场模型所描述的问题，来查找相应的一般解法和标准解法。
    车用电线束插接器用于汽车电路各连接点的连接，是汽车上的重要零件，其品质好坏直接影响到电力或信号的传输效果。插接器在汽车中占的成本比例很小，但在汽车使用中若出现品质问题，往往产生严重后果，且维修成本大幅增加。

    1 护套薄壁刚度不足导致护套性能不合格
    图1为护套总成，包括护套、密封圈和卡子，端子与护套总成配合使用。某客户反馈使用该产品时，当卡子装配到护套的终锁位置，发现将端子插人护套的端子空腔内所用的插入力太小。经过试验测量，该插入力为8N，远小于行业标准规定的≥30 N。分析该产品的失效模式时，可以看出当端子插人护套的过程中，护套中岛的薄壁发生了剧烈变形，如图2所示。原因是端子插人护套过程中，给护套弹舌作用力，弹舌将力传递给卡子，卡子将力又传递给护套薄壁，由于壁薄易受力变形，所以端子能轻易插人护套。




    通常的解决办法是，壁厚太薄就增加壁厚，但在此例中增加壁厚已经没有空间。因为薄壁的外侧是密封圈，内侧是卡子，增加厚度太多影响装配和防水性能，增加厚度太少起不到预期效果。另一方面，我们对卡子的结构和尺寸做了两次优化，由于结构和卡子所处空间的限制，只能增加卡子的局部厚度。经过试验验证，卡子优化后的实际效果并不理想，没有真正解决防止护套薄壁变形的问题。那么，怎样才能解决该护套的刚性问题呢？我们不妨运用TRIZ创新理论的物场模型分析一下，找找解决办法。

    2 物场模型的概念
    系统的作用是为了实现某种确定的功能，产品是功能的实现。所谓功能，是指系统的输出与输入之间正常的、期望存在的关系。阿奇舒勒通过对功能的研究，发现并总结出3条定律：①所有的功能都可以分解为3个基本元件（（S1、S2, F）;②一个存在的功能必定由3个基本元件组成；③将相互作用的3个基本元件进行有机组合将形成一个功能。
    理想的功能是场月恿过物质又作用于物质S1并改变S1。其中，物质的定义取决于每个具体的应用，可以是材料、工具、零件、人或环境等。S1是系统动作的接受者，又通过某种形式作用在S1上。完成某种功能所需的方法或手段就是场，它可以给系统提供能量，促使系统发生反应，从而实现某种效应。作用在物质上的能量或场主要有：Me------机械能，Th------热能，Ch------化学能，E-----电能，M------磁场，G------重力场等。功能用三角形进行模型化，如图3所示。如果是一个复杂的系统，可以用多个物场三角形来进行模型化。

    物场模型的三元件之间的关系可以用图4中4种不同的连线表示。

    3 物场模型的分类
    1）有效完整模型该功能中的三元件都存在，且都有效，能实现设计者追求的效果。
    2）不完整模型组成功能的三元件中部分元件不存在，需要增加元件来实现有效完整功能，或者用一种新功能代替。
    3）非有效完整模型功能中的三元件都存在，但设计者追求的效应未能完全实现。如产生的力不够大，温度不够高等，需要改进以达到要求。
    4）有害完整模型功能中的三元件都存在，但产生的效应与设计者追求的效应相冲突。创新的过程中要消除有害效应。

[1] [2] [3]  下一页