Поддерживает фокус HL. Первая оценка 2027 целевая; текущее задание и возврат по публичному руководству 403; 2016 задания SL/HL являются историческими. Остальные требования руководства, оценки и практической части сохраняют свои зафиксированные положения.
Предварительные требования: прочитайте указанные количества и единицы измерения, используйте арифметику и нижеприведённые условия модели. Каждый урок осваивает собственный метод перед независимым переносом.
Это оригинальные или явно вымышленные учебные примеры, а не фактические измерения или завершённые оценочные исследования учащихся.
2.2
Модели, материалы и итеративное прототипирование
Что могло бы объяснить это наблюдение?
Картонный прототип может выявить зону досягаемости и расположение элементов, но не гарантирует, что финальный материал будет достаточно прочным. Разные модели отвечают на разные вопросы.
Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Постройте модель
Модель представляет собой выбранные особенности дизайна. Прототип поддерживает тестирование до или во время разработки. Выбор материала зависит от механических свойств, технологии производства, условий эксплуатации и вариантов утилизации.
прототип: Развивающаяся версия, используемая для проверки решения; итерация: Правка, основанная на доказательствах и многократных испытаниях.
Выберите доказательства для проверки гипотезы
Укажите, что включает и не включает каждая модель. Сравнивайте испытания при одинаковой нагрузке, геометрии и условиях. Итерация означает использование доказательств для корректировки решения и проверку этой корректировки по первоначальным критериям успеха.
Создайте модель с низким риском в соответствии с правилами школьной мастерской. Зафиксируйте размеры, материал, технологический процесс и метод испытаний. Используйте фотографии, измерения и отзывы пользователей как доказательства. Испытания машин под нагрузкой требуют надзора учителя и approved guards (утвержденных защитных экранов).
Работайте с известными величинами
Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
Дано: прототип балки прогибается на 8 мм под заданной нагрузкой; модификация прогибается на 5 мм при тех же условиях. Снижение = (8-5)/8×100 = 37.5%. Результат указывает на большую жесткость в данном испытании, но не является доказательством всех свойств прочности или усталостной стойкости.
Пример:
Прогиб снижается с 10 мм до 6 мм при равных условиях. Найдите процентное снижение. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Проверьте вывод и его границы применимости
Жесткость — это сопротивление упругой деформации; прочность касается напряжения разрушения. Визуально точная модель не обязательно воспроизводит поведение материала.
Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Предупреждение:
Привлекательная модель гарантирует механическую безопасность конечного продукта. Это утверждение ложно: Жесткость — это сопротивление упругой деформации; прочность касается напряжения разрушения. Визуально точная модель не обязательно воспроизводит поведение материала.
Ключевые моменты:
Модели, материалы и итеративное прототипирование: Укажите, что включает и не включает каждая модель. Сравнивайте испытания при одинаковой нагрузке, геометрии и условиях. Итерация означает использование доказательств для корректировки решения и проверку этой корректировки по первоначальным критериям успеха.
2.3
Производство: допуски, вариации и инспекция
Что могло бы объяснить это наблюдение?
Два элемента могут каждый соответствовать номинальному чертежу, но не собираться вместе, если не учтено допустимое отклонение. Производство производит диапазон размеров.
Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Постройте модель
Допуск указывает допустимый диапазон размеров вокруг или рядом с номинальным значением. Точность касается стабильности повторных измерений или производства, в то время как правильность касается совпадения со справочным значением. Выбор процесса должен учитывать материал, геометрию, количество, отделку поверхности, отходы и достижимую вариабельность, а не только внешний вид.
допуск: Допустимый диапазон вариаций в указанном размере; зазор: Пространственный размер между сопрягаемыми частями при указанной модели.
Выберите доказательства для проверки гипотезы
Для модели наихудшего случая зазора вычтите наибольший вал из наименьшего отверстия для минимального зазора, и наименьший вал из наибольшего отверстия для максимального зазора. Расчет предполагает stated dimensional limits (указанные предельные размеры) и идеальную геометрию. Форма, выравнивание, температура и неопределенность измерения могут повлиять на фактическую сборку.
Используйте безопасные школьные модели или предоставленный набор данных размеров. Укажите единицы измерения, номинальные значения и пределы перед тестированием. Измеряйте с помощью подходящего откалиброванного инструмента в согласованных позициях, регистрируйте каждый результат и классифицируйте его согласно указанному диапазону. Сохраняйте отбракованные детали и объясняйте, связана ли проблема с пределами дизайна, вариацией процесса или методом измерения.
Работайте с известными величинами
Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
Известно: отверстие имеет размер 10.0±0.2 мм, то есть диапазон 9.8–10.2 мм; вал — 9.5±0.1 мм, то есть диапазон 9.4–9.6 мм. Минимальный зазор составляет 9.8 − 9.6 = 0.2 мм, а максимальный — 10.2 − 9.4 = 0.8 мм. Данная модель предсказывает положительный зазор в пределах указанных допусков. Однако она не подтверждает прочность или пригодность для применения, критичного к безопасности.
Пример:
Диаметр отверстия изменяется от 12.0 до 12.4 мм, а диаметр вала — от 11.5 до 11.8 мм. Вычислите минимальный зазор. Используйте ту же последовательность: известные данные → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Проверьте вывод и его границы применимости
Более жесткий допуск может увеличить стоимость, время проверки и отходы, и может не улучшить результат для пользователя. Измерительный прибор с тонким дисплеем не обязательно имеет точность, необходимую для принятия детали, близкой к ее пределу.
Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Предупреждение:
Более точный дисплей измерительного прибора гарантирует достаточную точность размерного контроля. Это утверждение ложно: более строгий допуск может увеличить стоимость, время контроля и количество брака, и не обязательно улучшит результат для пользователя. Измерительный прибор с тонким дисплеем не обладает автоматически требуемой точностью для приемки детали, близкой к предельному значению.
Ключевые моменты:
Производство: допуски, отклонения и контроль качества: Для модели наихудшего случая зазора вычтите максимальный вал из минимального отверстия для получения минимального зазора, а минимальный вал — из максимального отверстия для получения максимального зазора. Расчёт основан на заявленных предельных размерах и идеальной геометрии. Форма, соосность, температура и погрешности измерений могут повлиять на фактическую сборку.
