資源簡(jiǎn)介

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知識(shí)回顧
1. 結(jié)構(gòu)的定義
2. 構(gòu)件受力的五種基本形式？請(qǐng)舉例說(shuō)明。
3. 結(jié)構(gòu)的分類？請(qǐng)舉例說(shuō)明。
第一章 結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》
一、常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)
二、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析
三、結(jié)構(gòu)功能的實(shí)現(xiàn)
四、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析
02
一、探析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
二、探析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
一、探析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
日常生活中，時(shí)常會(huì)看到翻倒在地的物體，這是因?yàn)楫?dāng)物體受到外力作用時(shí)，原有的平衡狀態(tài)被打破而出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
一、探析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一，如果一個(gè)物體的結(jié)構(gòu)不能有效地抵御荷載的作用，那么該物體就很難承受荷載而保持原有的平衡狀態(tài)。
想一想：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？
——容不容易倒的問(wèn)題
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。
想一想：
不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數(shù)量的鐵環(huán)，它還會(huì)不倒嗎？
重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
重心越低，穩(wěn)定性越好；
重心越高，穩(wěn)定性越差。
因素一：重心位置
想一想：
倒立和正立的兩瓶礦泉水，哪一個(gè)的穩(wěn)定性好
為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜的？
支撐面越大穩(wěn)定性越好，
支撐面越小穩(wěn)定性越差。
因素二：支撐面積的大小
注意：支撐面≠接觸面。
接觸面：是物體與地面接觸形成的面。
支撐面：將物體放置在一個(gè)平面上，連接物體所有支撐點(diǎn)的平面就是支撐面。
比薩斜塔為什么不倒塌？
它從1174年始建，1350年竣工，經(jīng)歷了176年。但由于塔身過(guò)重，地質(zhì)松軟，因此塔身仍以每年1．25毫米的速度向南傾斜。到1999年1月，塔頂比中軸線偏斜已達(dá)4．8米。
意大利當(dāng)局為了拯救斜塔，已向全世界廣泛征求保護(hù)方案，同時(shí)在塔的北側(cè)加壓了830噸的鉛塊，并在塔身的三分之一處加了一圈銅纜，向北牽拉固定。
接觸面
結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，是則穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。
想一想：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？
大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力，壓力等，要起到防洪作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。
大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅(jiān)實(shí)，穩(wěn)定性就越好。
結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。三角形構(gòu)成最穩(wěn)定的幾何結(jié)構(gòu)。
想一想：
A字形梯子為什么載人時(shí)能夠保持穩(wěn)定？
如果沒(méi)有梯子中間的拉桿將會(huì)怎么樣？
拉桿
因素三：結(jié)構(gòu)的形狀
結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的形狀影響其穩(wěn)定性
2. 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
穩(wěn)定性
支撐面大小
結(jié)構(gòu)的形狀
重心位置
支撐面積越大，
結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定
三角形最穩(wěn)定，整體結(jié)構(gòu)必須科學(xué)合理
重心越低，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定
重心的垂足落在結(jié)構(gòu)的支撐面內(nèi)，結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。
想一想：如何提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？
二、探析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
1. 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。
——容不容被破壞的問(wèn)題
應(yīng)力σ （構(gòu)件單位橫截面積所受的內(nèi)力）：
σ =
Fn
A
應(yīng)力是表示結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。如應(yīng)力達(dá)到一極限值時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。橫截面積越大，應(yīng)力越小，形變?cè)叫。ｋU(xiǎn)性就越小。
解釋：為什么拔河比賽時(shí)繩子都是多股扭絞在一起的
Fn為內(nèi)力，單位牛（ N ）
A為受力面積，單位（㎡）
σ為應(yīng)力，單位（ Pa ）
工程上常用兆帕（ MPa ） 1MPa=106Pa
增大了橫截面積，減小了應(yīng)力，防止斷裂。
想一想：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與什么因素有關(guān)？
因素一：結(jié)構(gòu)的形狀（內(nèi)、外）
① 結(jié)構(gòu)內(nèi)部——構(gòu)件截面形狀
結(jié)構(gòu)的形狀略有改變，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就會(huì)改變。
② 結(jié)構(gòu)外部形狀
框架結(jié)構(gòu)中，三角形是最基本的形狀之一，結(jié)實(shí)、不易變形、所用材料最少。
在長(zhǎng)方形或六邊形的框架中間加上支撐構(gòu)件，構(gòu)成三角形就可以大大增加其牢固程度。
想一想: 哪種水杯更結(jié)實(shí)，為什么
因素二：結(jié)構(gòu)使用的材料
因素三：構(gòu)件之間的連接方式
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接：鉸連接和剛連接
①鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如合頁(yè)、松螺栓、松鉚等。
②剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如焊接、膠接、榫接、鉚接等。
課堂小結(jié)
穩(wěn)固結(jié)構(gòu)分析
穩(wěn)定性
強(qiáng)度
結(jié)構(gòu)形狀
材料
連接方式
鉸連接、剛連接
支撐面大小
重心
結(jié)構(gòu)形狀
重心位置高低、重心在支撐面內(nèi)
三角形具有穩(wěn)定性，且省材料
支撐面越大越穩(wěn)定
1. 小明嘗試設(shè)計(jì)一款可折疊餐桌，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的角度分析，下列設(shè)計(jì)方案中最合理的是(　　 )
C
課堂小練
2. 小明構(gòu)思了下列懸吊式抓取機(jī)構(gòu)的方案，其中在力F作用下，不能將工件夾緊的是(　 　)
C
3．礦泉水瓶身上有干凸起的橫向紋路，從影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素出發(fā)，這種設(shè)計(jì)主要考慮了（ ）A．結(jié)構(gòu)的形狀 B．結(jié)構(gòu)的材料C．構(gòu)件之間的連接方式 D．手與瓶子間的摩擦力
A
4. 如圖所示的吊床，人躺上去以后，吊繩和弧形支架的受力形式各為（ ）
A．受拉、受壓 B．受拉、受彎曲
C．受彎曲、受拉 D．受壓、受拉
5. 如圖所示為某件金屬工藝品，所有部件之間采用焊接。從整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以下說(shuō)法不合理的是（ ）。
A．底部大墊圈設(shè)計(jì)，提高了工藝品的穩(wěn)定性
B．各部件之間采用焊接，提高了工藝品強(qiáng)度
C．人的兩腿分開(kāi)，擴(kuò)大了支撐面，提高了工藝品的穩(wěn)定性
D．大提琴和人的整體重心點(diǎn)垂線落在墊圈內(nèi)圓中，保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定
B
C
思考題
1. 反思總結(jié)“結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)”這一主題的學(xué)習(xí)過(guò)程，思考并完成下列任務(wù)：（1）解釋“結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其影響因素”；（2）聯(lián)系生活中的實(shí)例，簡(jiǎn)要說(shuō)明“結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性"給自己的啟示與幫助。
答：（1）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在外力作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力，是結(jié)構(gòu)最基本的特性。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素有：重心高低、支撐面面積、結(jié)構(gòu)形狀。（2）“結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性”給我的啟示與幫助是：利用影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。例如，在發(fā)生電梯下墜的事故瞬間，我們可以迅速雙腳分開(kāi)（增大支撐面面積）、蹲下（降低重心）、雙手抱頭并將臉貼近膝蓋（結(jié)構(gòu)形狀從1形改變?yōu)閟形），提高自身穩(wěn)定性，降低受傷的可能性。
謝 謝！

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