BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS

GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

Segédletek

Számítógéppel támogatott tervezés (CAD) (MSc.) KOJSM605

Járműelemek és Jármű-

szerkezetanalízis Tanszék

SEGÉDLETEK

Dr. Márialigeti János előadásai alapján összeállította: Devecz János

Budapest 2017

TÁBLÁZATOK:

1. táblázat – Elsődleges Elemi Műveletek

2. táblázat – Másodlagos Műveletek

3. táblázat – Anyag és Energia/Információ Elemi Műveleti

4. táblázat – Matematikai Elemi Műveletek

5. táblázat – Logikai Elemi Műveletek

6. táblázat – Információs (Adatkezelési) Elemi Műveletek

7. táblázat – Fizikai Hatáselvek (1)

8. táblázat – Fizikai Hatáselvek (2)

9. táblázat – Megoldás elv vázlatok néhány energiaátalakítási, tárolási és szabályozási esetre

Segédletek 1

1. táblázat – Elsődleges Elemi Műveletek

Energia/Informació Anyag Megnevezés Szimbólum Leírás Szimbólum Leírás

Átalakít Ea Eb

fajta/komponenst Ea→Eb A() A(a)

A anyagnak “a” tulajdonságot ad/elvesz (skalár)

Növel/ Csökkent

E1 E2

komponens skalár értékét 1→2

a1 a2

anyag a1 tulajdonságát a2-re változtat

Irányt vált v1 v2

vektor komponens irányát 1→2

(——) (——)

Vezet 1 2

komponens 1 → 2 helyre jutását lehetővé teszi

1 2

anyag 1 → 2 helyre jutását lehetővé teszi

Szigetel 1

komponens 1 → 2 helyre jutását megakadályozza

1

anyag 1 → 2 helyre jutását megakadályozza

Összegyűjt A1

A2

A3

két részt vagy fajtát (mennyiség szerint)

A1

A2

A3

A1 és A2 anyagot összegyűjt (mennyiség szerint)

Szétválaszt összetevőkre

A1A2

A3

részt vagy fajtát kétfelé (mennyiség szerint)

A1A2

A3

A1 anyagot szétválaszt (mennyiség szerint)

Összekever A

B

C

két részt vagy fajtát (tulajdonság alapján)

A

B

CO O O O

+O+O+O+O+O+O+O+

+ + + + ++ + + + +

O O O O

A és B anyagokat összekever (minőség szerint)

Szétválaszt A

C

B

részt vagy fajtát kétfelé (tulajdonság alapján) +O+O+

O+O+O+O+O+

+ + + + ++ + + + +O O O OO O O O

A B

C

A anyagot szétválaszt (minőség szerint)

Összeköt (——) (——) ABA+B

összetartó erőt hoz létre A és B anyag között (mechanikai, kémiai,stb.)

Old (——) (——) AB A+B

összetartó erőt szüntet AB anyagban (mechanikai, kémiai,stb.)

2. táblázat – Másodlagos Műveletek

Név Szimbólum Leírás Név Szimbólum Leírás

Kapcsol BE/KI kapcsolja az áramlást

Tárol/ Ürít

anyagot v. energiát v. információt

Alter-náltat

a mozgás irányát Egyen-irányít

az áramlás irányát

(Meg) Vezet

E,I: komponenst A: anyagot

Nem vezet (meg)

E,I: komponenst A: anyagot

Segédletek 2

3. táblázat – Anyag és Energia/Információ Elemi Műveleti

Anyag + Energia Anyag + Informació Megnevezés Szimbólum Leírás Szimbólum Leírás

Egyesít �

�A

E

A+E

A anyagot és E energiát egyesít

�

�A

I

A+I

A anyagot és I információt egyesít

Szétválaszt �

�

A+EA

E

A+E anyag+energiát szétválaszt �

�

A+IA

I

A+I anyag+információt szétválaszt

4. táblázat – Matematikai Elemi Műveletek

Megnevezés Szimbólum Megnevezés Szimbólum

Összead y = x1 + x2x1 +

x2 +

Kivon y = x1 - x2x1 +

x2 -

Szoroz M

x1

x2

y = x1�x2

Oszt D

x1

x2

y = x1/x2

Négyzetre emel a2

x y = x2

Gyököt von a1/2

x y = x1/2

Integrál y = ∫x dtx

Derivál y = dx/dtx

5. táblázat – Logikai Elemi Műveletek

Logikai Művelet ÉS VAGY NEM

Logikai Egyenlet Y X X= 1 2I Y X X= 1 2U Y X=

Logikai Szimbólum & YX1

X2 YX1

X2 YX

�

X1 0 0 1 1 X1 0 0 1 1 X 0 1 Igazságtáblázat X2 0 1 0 1 X2 0 1 0 1 Y 1 0

Y 0 0 0 1 Y 0 1 1 1

6. táblázat – Információs (Adatkezelési) Elemi Műveletek

Megnevezés Szimbólum Megnevezés Szimbólum

Egyesítés D1

D2D3

Sokszoroz D

Átkódol

Vezet/Izolál

Tárol

Megjegyzés: Az elemi funkció struktúrában az energia és az információ áramlását egyszeres vékony vonallal, az anyag áramlását vékony dupla vonallal vagy vastag vonallal jelöljük.

Segédletek 3

7. táblázat – Fizikai Hatáselvek (1) [Összeállítás Koller szerint] FIZIKAI HATÁSELVEK Elemi művelet: Energia(komponensek) és jelek átalakítása és változtatása.

� 1 2 3 4 5 6

Kimenet (okozat) Hosszúság Keresztmetszet Térfogat

Sebesség Gyorsulás Erő, Nyomás Mechanikai energia

Tömeg,Sűrűség Tehetetlenségi nyomaték

Idő Frekvencia

� Bemenet (OK)

1 Hosszúság Keresztmetszet Térfogat

Emelő elv Ékhatás (hajtómű, fogaskerék, csavar) Kapillaritás Kereszt-kontrakció Nyíró deformáció Kohéziós hatás Adhéziós hatás Hidraulikus hatás

Kontinuitás (fúvóka) Viszkozitás Torricelli-törvény Mozgástörvény Forgáspont távolság

Centrifugális gyorsulás

Hooke-törvény Felületi feszültség Nyíró deformáció Boyle-Mariotte-t. Coulomb I-II. t. Felhajtóerő Gravitáció (centri-fugális nyomás) Gravitációs nyom. Kapilláris nyomás

Tömeg távolsága a forgásponttól

Rugalmasság (befogási hossz) Nehézségi erő (inga hossz) Futási idő

2 Sebesség Weissenberg-effektus Mozgástörvények

Emelő elv Ékhatás (hajtómű, fogaskerék, csavar) Ütközés Hidraulikus hajtás

Coriolis gyorsulás Centrifugális gyorsulás Töltés mágneses mezőben

Energiatétel Coriolis gyorsulás Impulzus Bernoulli-törvény Örvényáram Viszkozitás Turbulencia Felhajtóerő Magnus-hatás Áramlási ellenállás

Doppler-effektus Stick-slip-effektus Örvénysor

3 Gyorsulás Emelőelv Ékhatás (hajtőmű, fogasker., csavar) Hidraulikus hajtás

4 Erő Nyomás Mechanikai energia

Hooke-törvény Kereszt-kontrakció Nyírás/Csavarás Coulomb I-II. törv. Felhajtóerő Boyle-Mariotte-törv.

Energiatétel Bernoulli-törvény Impulzus-tétel Perdület-tétel Hangsebesség Viszkozitás

Newton-törvény Hidraulika (statikus) Emelő Ék Súrlódás Hiszterézis Kohéziós hatás Adhéziós hatás

Boyle-Mariotte-törv.

Feszített kötél

5 Tömeg, Sűrűség Tehetetlenségi nyomaték

Hangsebesség Newton-törvény Gravitáció Newton-törvény Centrifugális erő Energia-tétel Coriolis erő

Sajátfrekvencia

6 Idő Frekvencia

Mozgástörvény Állóhullám Rezonancia

Diszperzió Rezonancia diszperzió

Lebegés (stroboszkóp)

7 Mechanikai hullám (hang)

Hang-gerjesztés (membrán)

Hangnyomás

8 Hőmérséklet Hő

Hőtágulás Hőtágulási anomáliák

Molekulasebesség Hangsebesség

Hőtágulás Gőznyomás-görbe Felületi feszültség Gázegyenlet Ozmózis nyomás

Gázegyenlet Sajátfrekvencia

9 Elektromos ellenállás

10 Elektromos -feszültség -áram -mező

Elektrostrikció

Elektrokinetikai hatás

Töltés elektromos mezőben

Biot-Savart-törvény Elektrokinetikai hatás Hiszterézis Coulomb I. törv. Relativ dielekt–romos állandó

Josephson-effektus

11 Kapacitás

12 Mágneses mező Induktivitás

Magnetostrikció Indukciód törvény Örvényáram

Biot-Savart-törv. Coulomb I-II. törv. Einstein-de-Haas-effektus Ferro-, para-, dimágnesesség Hiszterézis

13 Elektromágneses hullám (Fénysugárzás)

Sugárzási nyomás

Segédletek 4

7. táblázat – (folytatás) [Összeállítás Koller szerint] FIZIKAI HATÁSELVEK Elemi művelet: Energia(komponensek) és jelek átalakítása és változtatása. � 7 8 9 10 11 12 13

�

Mechanikai hullám (Hang)

Hőmérséklet Hő

Elektromos ellenállás

Elektromos -feszültség -áram, -mező

Kapacitás Mágneses mező Induktivitás

Elektromág-neses hullám (Fénysugárzás)

1 Mechanikai hosszváltozás Hangnyelés

Plasztikus deformáció Hővezetés Sugárzás Konvekció

Nyúlásmérő bélyeg Vezető hossz- és keresztmetszet (csúszóellenállás, érintkezési felület-nagyság, bemerülési mélység, résméret)

Piezo-effektus Fegyverzet-távolság Ütközési ionizáció Ionizálás

Fegyverzet-távolság Felület Dielektromos eltolás Dielektromos elem méretei

Tekercs hossz Légrés Mag-eltolás Két tekercs helyzete

Interferencia Bevonat vastagság és helyzet Abszorpció Szóródás

2 Doppler-effektus Stick-slip-effektus

Konvekció [α=f(v)]

Komplex ellenállás változó örvényáram hatására

Indukció Elektrokinetikus hatás Ionizáció

Barnett-hatás Töltés sebessége

3

Tolmann-effektus Elektrodinamikus hatás

Elektromágneses hullám Töltés

4 Stick-slip-effektus Súrlódás I. főtétel Thomson-Joule-effektus Hiszterézis Konvekció Örvényáram Turbulencia Plasztikus deform.

Enge-hatás (nyomásérzékeny anyagok, lakkok, fémek, ezüst-mangán, szén-ellenállás)

Piezo-hatás Dörzselektromosság Kondenzátor Elektrokinetikus hat. Ionizáció Barkhausen-effektus Anizotróp nyomás-effektus Leonard-hatás

Fegyverzet-távolság Dielektromos állandó [=f(ρ)]

Permeabilitás [=f(ρ)] Mágneses anizotrópia Magnetoelasztikus hatás

Feszültség kettős-törés Súrlódás (tűzkő)

5

Dielektromos állandó [=f(ρ)]

Permeabilitás [=f(ρ)] Fénytörés

6 Diszperzió Dielektromos hőveszteség Örvényáram

Skin-effektus Komplex ellenállás

Josephson-effekus Szóródás

7 Reflexió (ultrahang vizsg.) Vezetés, Törés Teljes vissza–verődés Interferencia Abszorpció

Súrlódás (ultrahang hegesztés)

Debeye-Sears-effektus Abszorpció

8 Termofon Olvadás, Párolgás Kondenzáció Megszilárdulás Vezetés, Sugárzás Konvekció

Vezető, Félvezető Szuprevezető Termikus ionizáció

Termo-effektus Termikus emisszió Piezo-hatás Rousch-effektus

Curie-hőmérséklet Curie-pont Permeabilitás Meissner-Ochsenfeld-hatás

Wien-féle eltolódási törvény Intenzitás-eloszlás Stefan-Boltzmann-t. Folyadékkristály Törésmutató

9

Ohmos ellenállás

10 Termofon Hőhatás Peltier-effektus Fényív

Varistor [R=α⋅Jβ] Transzduktor Fojtás Alagút-effektus Tranzisztor

Erősítő elv Transzformátor Vezetés Transzduktor Mágneses erősítő

Kapacitív dióda Ferro-elektrika

Mágnesezési görbe [µ=f(B)]

Glimm-kisülés Röntgensugázrás Elektromos lumin-eszcencia Szintilláció Kerr-, Laser-, Stark-hatás Folyadékkristály

11 Komplex ellenállás

Töltésmegmaradás

12

Righi-effektus Demagnetizálás

Lorenz-erők Komplex ellenállás Szupravezető

Lorenz-erők (Hall-effektus) Plazma Indukció-törvény Magnistor

Telítettség Remanencia Hiszterézis

13 Sugárzási hő Fotodióda Fényellenállás Kristályok ellenállás-változ. Ionizáció

Fényelektromos hatás Fotocella Fényelem

Törés, Kettőstörés Polarizáció Interferencia Lumineszcencia Diszperzió, Vezetés Abszorpció

Segédletek 5

8. táblázat – Fizikai Hatáselvek (2) [Összeállítás Koller szerint]

FIZIKAI HATÁSELVEK: Elemi művelet: Anyag és energia egyesítése és szétválasztása

Anyag és energia egyesítése és szétválasztása: AE

A+EInf

AE

A+EInf

Energia fajta �

�Anyag +energia Mechanikai

energia1) Hőenergia Elektromos

energia Mágneses energia

Akusztikus energia

Optikai energia

Kémiai energia

Anyag + Mozgási energia

Impulzus Ütközés Perdület Boyle-Mariotte-törv. Kohézió Összenyom–hatatlanság Súrlódás Adhézió Coulomb I-II. törvény Bernoulli-törv. Felületi feszültség

Hőhatás Súrlódás

Biot-Savart-törvény Elektro–ozmózis Coulomb I. törvény Indukció Anyagáram

Coulomb II. törvény

Membrán Sugárzási nyomás

Robbanás

Anyag + Hőenergia

Súrlódás Expanzió Kompresszió Plasztikus deformáció

Hővezetés Sugárzás Konvekció

Termoelem Joule féle hő Dielektromos hőveszteség

Hiszterézis Abszorpció Abszorpció Sugárzás

Exoterm reakció Égés Gázoldás Kristályosodás

Anyag + Elektromos

energia

Töltések szétválasztása

Piroelektrikus hatás Szikra Fényív Izzítási emisszió

Mágneses polaritás Elektromos vezetés Kondenzátor

Szikra Fényív Fotoeffektus

Üzemanyag cella Elem

Anyag + Mágneses energia

Coulomb II. törvény

Elektromos vezető körüli mágneses tér

Mágnesezés Mágneses polaritás

Anyag + Akusztikus energia

Membrán

Anyag + Optikai energia

Abszorpció Melegítés

Lumin–eszcencia

Foszforeszkálás

Égés

Anyag + Kémiai energia

Disszociáció Égés

Elektromos potenciál–különbség Elem

Fotoszintézis Égés

1) Potenciális, kinetikai, felületi elasztikus energia.

Segédletek 6

9. táblázat – Megoldás elv vázlatok néhány energiaátalakítási, tárolási és szabályozási esetre

Részfunkció Megoldáselvek

1

Energia átalakítás: Elektromos→Mechanikus

EmechEel

1 2 3 4 Villamosmotorok

Lineáris motor

Elektrostrikció Magnetostrikció

5 6 7 8 Piezzokristály Kondenzátor Elektromágnes

Piezzokristály

2

Energia átalakítás: Elektromos→Hidraulikus

EhydrEel

1 2 3 4 Hidromotor

Hidrodinamikus szivattyú/turbina

MHD hatás

5 6 7 8

3

Energia átalakítás: Mechanikus→Mechanikus

EmechEmech

1 2 3 4 Csavarhajtás

Fogaskerékhajtás

Bütyköshajtás

Forgattyúshajtás

5 6 7 8 Összetett hajtások Hirtelen megállás

Emelő

Vonó-elemes hajtás

4

Energia átalakítás: Mechanikus→Hidraulikus

EhydrEmech

1 2 3 4 Dugattyú

Csavar-szivattyú/motor

Fogaskerék-szivattyú/motor

Szárnylapátos szivattyú/motor

5 6 7 8 Axiáldugattyús szivattyú/motor

Radiáldugattyús szivattyú/motor

Hidrodinamikus elv Felhajtóerő

5

Energia tárolása az idő függvényében:

mechanikai energia

E(t) E(t+∆t)

1 2 3 4 Lendkerék (forgó)

Lendítő tömeg (haladó)

Helyzeti energia

Alakváltozás

5 6 7 8

6

Energia tárolása az idő függvényében:

elektromos energia

E(t) E(t+∆t)

1 2 3 4 Telep

Kondenzátor (elektromos erőtér)

5 6 7 8

Segédletek 7

9. táblázat – (folytatás)

Részfunkció Megoldáselvek

7

Energia tárolása az idő függvényében:

hidraulikus energia

E(t) E(t+∆t)

1 2 3 4 Hidraulikus akkumulátor

Folyadéltároló (helyzeti energia)

5 6 7 8

8

Energia szabályozása az idő függvényében:

mechanikai energia

InfE(t) E'=f(t)

1 2 3 4 Síkbeli

Térbeli

Legördülő karos hajtás

Bolygóműves hajtás

5 6 7 8

9

Energia szabályozása az idő függvényében:

elektromos energia

InfE(t) E'=f(t)

1 2 3 4 Szabályozott fék

Ohmikus vagy induktív ellenállás

Tirisztor

5 6 7 8

10

Energia szabályozása az idő függvényében:

hidraulikus energia

InfE(t) E'=f(t)

1 2 3 4 Szabályozható

fojtószelep

5 6 7 8

11

Energiakomponensek megváltoztatása: mechanikai energia

Emech E'mech

1 2 3 4 Ék

Csuklós kar

Emelő

Kerékhajtás

5 6 7 8

12

Energiakomponensek megváltoztatása: hidraulikus energia

Emech E'mech

1 2 3 4 Nyomásterjedés

5 6 7 8

Segédletek 8

MEGOLDÁSELVEK 1

Aa Ab

vezetőképesség változása műanyag rugalmassági modulus lágyvas mágnesességének a hőmérséklet hatására (húrmodulus/érintőmodulus) változása elektromos változása terhelés hatására áram hatására

ρa ρb

g

Ea Eb

U~

st

szilárd folyadék gáz bimetál

Emech Emech

M, ω

Segédletek 9

MEGOLDÁSELVEK 2

HOMLOKKERÉKHAJTÁS

E1 E2

v2v1

BOLYGÓMŰ

1 2

A1A2A3

v1 v2

E1 E2

Segédletek 10

Tervezési folyamat modellje (VDI 2221 szerint)

3

Segédletek 11

A konstrukciós folyamat felépítése 4

PIAC

TermékelképzelésSzöveg + Vázlat

(Tanulmány)

Követelmény jegyzékIrásos magyarázó ábrák

Követelmények, óhajok, korlátozó feltételek

FunkcióstruktúraRész- ill. elemi funkciók sorozata

Kapcsolási vázlat

Hatáselv struktúraElemi funkciókhoz rendelt fizikai

hatáselvek sorozataA,E,I folyamatok azonosítása

Megoldáselv szintézisMűködési mód vonalas, esetleg

térbeli ábra formájában

Előterv (Elrendezés + kialakítás)Léptékhelyes, de méreteiben még nem

végleges összeállítási rajz

Teljes dokumentációkidolgozása

Hatáshor-dozó szint

- Keresés- Ellenőrzés- Vizsgálat- Elemzés- Variációk képzése- Értékelés- Szelektálás- Kiválasztás- Gyenge pontok, megoldások felkutatása- Korlátozó feltételek érvényesítése- Hibás, vagy nehézkes megoldások felismerése és kiküszöbölése- ......

Piackutatás, elemzésPrognózisokSzükséglet felismeréseTermékelképzelések kialakítása

Megoldandó feladat felismeréseés megfogalmazásaKorlátozó feltételek felkutatása

Funkciók megfogalmazásaRész/elemi funkciókkeresése, folyamatba rendezése

Fizikai, kémiai hatáselvekkereséseSorba rendezéseKompatibilitás vizsgálat

Hatáselvek és hatáshordozókkombinálásaMűködési elv kidolgozása

Elrendezés és részletekkidolgozásaFormaadás,léptékhelyes rajz

Méretezés, számításokOptimalizálásSzabványok ....