資源簡介

(共29張PPT)
第一章 結構及其設計
《技術與設計2》
一、常見結構的認識
1.感知結構的豐富內涵
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。從力的角度看，結構是指可承受一定力的架構形態。
2.辨析結構的一般類型
結構的類型主要有實體結構、框架結構和殼體結構。
一、常見結構的認識
①實體結構
概念：指結構體本身是實心的結構。
受力特點：外力分布在整個體積中。
案例：實心墻、冰山、大壩等。
②框架結構
概念：指結構體由細長的構件組成的結構。
受力特點：既能承受豎向重力荷載，也能承受水平方向的荷載。
案例：柵欄、建筑用的腳手架、自行車架等。
一、常見結構的認識
③殼體結構
概念：指層狀的結構。
受力特點：外力作用在結構體的表面上。
案例：飛機外殼、水立方、安全帽、貝殼、雞蛋、西瓜等。
(3)構件
一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。
一、常見結構的認識
3.認識結構的常見受力形式
結構構件的基本受力形式有受拉、受壓、受剪切、受彎曲和受扭轉。
①受拉
　
受力特點：構件承受拉拽力。
案例：①用繩子綁著桶在井中打水時，繩子受拉；②蕩秋千時，吊索受拉。
②受壓
　
受力特點：構件承受使之被擠壓的力。
案例：①造房子打地基時，地樁受壓；②橋梁的橋墩受壓。
一、常見結構的認識
①受扭轉
　
受力特點：構件兩端承受方向相反的均勻的力，使它發生扭轉形變。
案例：①拿鑰匙旋轉開門時，鑰匙受扭轉；
②汽車方向盤的軸受扭轉。
一、常見結構的認識
④受彎曲
　
受力特點：構件承受使之產生彎曲的力。
案例：體操運動員在做引體向上時，橫桿受彎曲。
⑤受剪切
　
受力特點：構件承受兩個距離很近、大小相等、方向相反、且作用于同一物體上的平行力。
案例：①用剪刀剪紙時，紙受剪切；
②理發師剪頭發時，頭發受剪切。
一、常見結構的認識
①生活中的結構往往不是單一結構類型，而是混合的結構體。
②受力形式指結構在力的作用下形變的趨勢。
③受力的分析技巧
a．方向背向在同一直線的為受拉。
b．方向相向的，同一直線的為受壓，
不在同一直線稍微錯開一點點的為受剪切，
不在同一直線，錯開距離較大的為受彎曲。
c．有360度旋轉的為受扭轉。
d．繩類結構一般都受拉，桿類結構可以受拉、受壓、受彎曲、受剪切、受扭轉。
④橫梁鋼筋置放分析
混凝土擅長抗壓力；鋼筋擅長抗拉力。
一、常見結構的認識
練習
1.下列家居用品的結構類型，有別于其他三項的是(　　)
C
練習
2.如圖所示是一種壓緊機構。推桿的移動通過連桿帶動擺桿擺動，可將物體壓緊或松開。圖示位置為擺桿與物體剛好接觸，此時在力F作用下，下列分析正確的是(　　)
B
A．連桿受拉、物體被壓緊
B．連桿受壓、物體被壓緊
C．連桿受拉、物體被松開
D．連桿受壓、物體被松開
練習
3.如圖所示為鋼筋混凝土橫梁的受力變形示意圖。由于混凝土擅長抗壓力，而鋼筋擅長抗拉力，為了合理利用鋼筋，下列對橫梁的分析中正確的是(　　)
A．上部彎曲的程度比下部大，應在上部布置粗鋼筋，下部布置細鋼筋
B．上、下都受彎曲，應在上部和下部布置相同的鋼筋
C．上部受壓，下部受拉，應在上部布置細鋼筋，下部布置粗鋼筋
D．上部受拉，下部受壓，應在上部布置粗鋼筋，下部布置細鋼筋
C
二、穩固結構的探析
1.探析影響結構穩定性的主要因素
結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
影響結構穩定性的主要因素有：
①結構重心位置的高低；
②結構與地面接觸所形成的支撐面的大小(對于靜止狀態的結構，其重心垂線落在結構的支撐面范圍內時是穩定的)；
③結構的形狀(三角形構成穩定的幾何結構，三角形桁架為幾何不變體系)。
二、穩固結構的探析
2.探析影響結構強度的主要因素
結構的強度是指結構具有的抵抗外力破壞的能力。
應力是結構在單位橫截面積上產生的內力，可以作為表示結構強度的基本指標，關系式是σ=F/S
影響結構強度的主要因素有：
結構的形狀（框架結構中三角形的應用和構件的橫截面形狀）；
使用的材料（單一材料和組合材料）；
構件的連接方式（剛連接和鉸連接）。
二、穩固結構的探析
鉸連接
被連接的構件在連接處不能相對移動，但可以相對轉動。
案例：松螺栓、松鉚、合頁等，如門與門框的連接、剪刀上的連接等。
剛連接
被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。
案例：榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接。
三、結構功能的實現
1.探析結構與功能的關系
結構對事物的功能和作用產生直接影響。事物的結構決定了其功能。
2.欣賞經典結構案例
可從技術和文化的角度欣賞經典結構。
技術的角度主要包括結構功能的實現、結構的穩固、結構設計的創意和表現力、材料的使用、工藝等方面；
文化的角度主要包括結構的文化寓意與傳達，美學原則，反映時代、民族、習俗等特征。
三、結構功能的實現
注：同時可能影響結構穩定性和強度的因素是形狀。
辨析穩定性、強度
a．結構遭到破壞的是強度；結構完好，只是平衡問題的是穩定性。
b．改變截面形狀只影響強度。
c．材料加厚加粗只影響強度。
d．底面支撐面增大影響穩定性。
e．換材料影響強度，但將底部換更重的材料影響穩定性。
f．結構能夠穩定并不是表示結構穩定性好，只說明重心投影落在支撐面內。
練習
1.如圖所示是一種手動沖壓機，扳動手柄，通過連桿帶動壓桿運動。下列關于該沖壓機的分析中，正確的是(　　)
C
A．壓桿只能上下移動，不能轉動，壓桿與機座之間的連接屬于剛連接
B．沖壓時連桿受壓
C．沖壓機重心的垂線偏離支撐面中心，提高了沖壓時的穩定性
D．手柄上施加力F時，壓桿向上運動
練習
2.小明嘗試設計一款可折疊餐桌，從結構強度和穩定性的角度分析，下列設計方案中最合理的是(　　)
C
練習
3.如圖所示是一款手搖打蛋器，一手握住打蛋器手柄，一手搖動搖柄，打蛋頭高速轉動。從結構的角度分析，下列說法中錯誤的是(　　)
B
A．轉動軸與支架的連接為鉸連接，轉動軸與曲柄的連接為剛連接
B．為提高整個打蛋器的穩定性，可以增加兩個打蛋頭之間的距離，從而增加支撐面積
C．打蛋過程中，曲柄主要受彎曲，齒輪主要受扭轉
D．為提高產品的強度，可以把支架的塑料換成不銹鋼材料
四、簡單結構的設計
1.分析結構設計的目標及其要求
結構設計應以基本功能的實現為基本目標，應符合設計規范，滿足使用者的基本需要。
2.分析結構設計應考慮的主要因素
結構設計應考慮的主要因素：符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需求，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命要求等。
四、簡單結構的設計
小明構思了下列懸吊式抓取機構的方案，其中在力F作用下，不能將工件夾緊的是(　　)
C
案例賞析
案例賞析
案例賞析
案例賞析
案例賞析
小結
謝 謝！

展開更多......

收起↑