Hỗ trợ trọng tâm HL. Mục tiêu đánh giá đầu tiên 2027; yêu cầu hiện tại và hướng dẫn công khai trả về 403; 2016 yêu cầu SL/HL mang tính lịch sử. Hướng dẫn còn lại, yêu cầu đánh giá và thực hành giữ nguyên các trạng thái đã ghi nhận.
Yêu cầu tiên quyết: đọc các đại lượng và đơn vị được nêu, sử dụng phép tính toán và các điều kiện mô hình dưới đây. Mỗi bài học sẽ phát triển phương pháp riêng trước khi chuyển giao độc lập.
Đây là các ví dụ giảng dạy gốc hoặc được ghi rõ là hư cấu, không phải là các phép đo thực tế hay các nghiên cứu đánh giá học viên đã hoàn tất.
2.2
Mô hình, vật liệu và chế tạo mẫu lặp lại
Giải thích hiện tượng này là gì?
Một prototype (mẫu thử) bằng bìa cứng có thể tiết lộ tầm với và sắp xếp mà không chứng minh rằng vật liệu cuối cùng đủ bền. Các mô hình khác nhau trả lời những câu hỏi khác nhau.
Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
Một mô hình đại diện cho các tính năng được chọn của thiết kế. Một prototype hỗ trợ thử nghiệm trước hoặc trong quá trình phát triển. Lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào tính chất cơ học, sản xuất, điều kiện sử dụng và lựa chọn cuối vòng đời.
prototype (mô hình thử): Phiên bản đang phát triển được sử dụng để kiểm tra giải pháp; iteration (vòng lặp): Sửa đổi được hướng dẫn bởi bằng chứng và thử nghiệm lặp lại.
Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình
Nêu rõ mỗi mô hình bao gồm và bỏ sót những gì. So sánh các bài kiểm tra với cùng tải trọng, hình học và điều kiện. Iteration có nghĩa là sử dụng bằng chứng để sửa đổi giải pháp và thử nghiệm sự sửa đổi đó so với các tiêu chí thành công ban đầu.
Tạo một mẫu rủi ro thấp dưới quy tắc xưởng của nhà trường. Ghi lại kích thước, vật liệu, quy trình và phương pháp thử nghiệm. Sử dụng ảnh chụp, số đo và phản hồi người dùng làm bằng chứng. Máy móc và bài kiểm tra tải trọng đòi hỏi sự giám sát của giáo viên và các bộ phận bảo vệ được phê duyệt.
Bắt đầu từ các đại lượng đã biết
Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
Đã biết: một mẫu dầm bị lệch 8 mm dưới tải trọng quy định; một bản sửa đổi bị lệch 5 mm trong cùng điều kiện. Sự giảm = (8-5)/8×100 = 37.5%. Kết quả hỗ trợ độ cứng cao hơn trong thử nghiệm này, chứ không phải bằng chứng cho mọi tính chất về độ bền hoặc độ mỏi.
Ví dụ:
Độ lệch giảm từ 10 mm xuống 6 mm trong các điều kiện tương đương. Tìm phần trăm giảm. Sử dụng cùng trình tự: các đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay số → đơn vị và diễn giải.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
Độ cứng là khả năng kháng lại biến dạng đàn hồi; độ bền liên quan đến ứng suất phá hủy. Một mô hình có vẻ ngoài chính xác chưa chắc đã tái tạo được hành vi vật liệu.
Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Cảnh báo:
Một mô hình đẹp mắt chứng minh an toàn cơ học của sản phẩm cuối cùng. tuyên bố này sai: Độ cứng là khả năng kháng lại biến dạng đàn hồi; độ bền liên quan đến ứng suất phá hủy. Một mô hình có vẻ ngoài chính xác chưa chắc đã tái tạo được hành vi vật liệu.
Tóm tắt:
Mô hình, vật liệu và phát triển mẫu lặp: Nêu rõ mỗi mô hình bao gồm và bỏ sót những gì. So sánh các thử nghiệm với cùng tải trọng, hình học và điều kiện. Lặp lại nghĩa là sử dụng bằng chứng để sửa đổi giải pháp và kiểm tra bản sửa đổi đó so với tiêu chí thành công ban đầu.
Hai bộ phận có thể đều khớp với bản vẽ danh nghĩa nhưng lại thất bại trong việc lắp ráp nếu biến số cho phép chưa được xem xét. Sản xuất tạo ra một dải kích thước.
Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
tolerance (độ dung sai) chỉ định một phạm vi kích thước cho phép xung quanh hoặc bên cạnh giá trị danh nghĩa. Độ chính xác (precision) liên quan đến sự nhất quán của các phép đo lặp lại hoặc quá trình sản xuất, trong khi độ đúng đắn (accuracy) liên quan đến sự phù hợp với giá trị tham chiếu. Việc lựa chọn quy trình phải xem xét vật liệu, hình học, số lượng, hoàn thiện bề mặt, phế thải và mức độ biến số đạt được thay vì chỉ tập trung vào ngoại hình.
tolerance (độ dung sai): Phạm vi biến số cho phép trong một kích thước được chỉ định; clearance (khoảng trống): Không gian kích thước giữa các bộ phận ghép nối theo mô hình được nêu.
Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình
Đối với mô hình khoảng trống trường hợp xấu nhất, trừ trục lớn nhất từ lỗ nhỏ nhất để có khoảng trống tối thiểu, và trừ trục nhỏ nhất từ lỗ lớn nhất để có khoảng trống tối đa. Phép tính này giả định các giới hạn kích thước được nêu và hình học lý tưởng. Hình dạng, sự căn chỉnh, nhiệt độ và độ không chắc chắn của phép đo có thể ảnh hưởng đến việc lắp ráp thực tế.
Sử dụng các mô hình do nhà trường làm an toàn hoặc tập dữ liệu kích thước được cung cấp. Chỉ định đơn vị kích thước, giá trị danh nghĩa và giới hạn trước khi thử nghiệm. Đo đạc bằng thiết bị hiệu chuẩn phù hợp tại các vị trí thống nhất, ghi lại mọi kết quả và phân loại theo phạm vi đã chỉ định. Giữ lại các chi tiết bị loại bỏ và giải thích liệu vấn đề có liên quan đến giới hạn thiết kế, biến số quy trình hay phương pháp đo lường hay không.
Bắt đầu từ các đại lượng đã biết
Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
Đã biết: lỗ 10.0±0.2 mm, cho kết quả 9.8–10.2 mm; trục 9.5±0.1 mm, cho kết quả 9.4–9.6 mm. Khoảng trống tối thiểu là 9.8−9.6=0.2 mm và tối đa là 10.2−9.4=0.8 mm. Mô hình này dự đoán khoảng trống dương trong toàn bộ giới hạn nêu. Nó không khẳng định độ bền hay khả năng phù hợp cho ứng dụng an toàn quan trọng.
Ví dụ:
Một lỗ có kích thước từ 12.0 đến 12.4 mm và một trục từ 11.5 đến 11.8 mm. Tính toán khoảng trống tối thiểu. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
Độ dung sai chặt chẽ hơn có thể làm tăng chi phí, thời gian kiểm tra và phế thải, và có thể không cải thiện kết quả dành cho người dùng. Một thiết bị đo có màn hình hiển thị tinh tế không tự động có độ chính xác cần thiết để chấp nhận một chi tiết gần giới hạn của nó.
Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Cảnh báo:
Màn hình hiển thị tinh tế hơn đảm bảo việc kiểm tra kích thước đủ chính xác. Tuyên bố này là sai: Độ dung sai chặt chẽ hơn có thể làm tăng chi phí, thời gian kiểm tra và phế thải, và có thể không cải thiện kết quả dành cho người dùng. Một thiết bị đo có màn hình hiển thị tinh tế không tự động có độ chính xác cần thiết để chấp nhận một chi tiết gần giới hạn của nó.
Tóm tắt:
Sản xuất: dung sai, biến thiên và kiểm tra: Đối với mô hình dung lượng tối ưu (worst-case clearance), lấy lỗ nhỏ nhất trừ trục lớn nhất để có dung lượng tối thiểu, và lấy lỗ lớn nhất trừ trục nhỏ nhất để có dung lượng tối đa. Phép tính này giả định các giới hạn kích thước đã nêu và hình học lý tưởng. Hình dạng, sự căn chỉnh, nhiệt độ và bất định đo lường có thể ảnh hưởng đến việc lắp ráp thực tế.
