高二通用技术《技术与设计》知识点-新人教版(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上名校联盟陕西省澄城县寺前中学高二通用技术技术与设计知识点 新人教版1、结构：（1）结构的含义从力学角度讲：结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。从理解上讲，结构普遍存在于自然界和人类创造的物体中，不能用某一具体的物体来描述。从广义的上讲:结构是指各个组成部分之间的搭配和排列。结构决定物体的性质和形态。（2）两个概念构件(member)：工程中把组成结构的部件和零件称为构件。变形(deformation)：工程中把结构的形状和大小的改变称为变形，又叫形变。（3）五种不同的力：拉力、压力、扭曲力、弯曲力、剪切力。（4）结构的分类及其特点：

2、实体结构：利用自身来承受自身的荷载，主要承受压力。框架结构：通过条状物的连接来承受荷载，既可承受压力又能够承受拉力。壳形结构：通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳顶受到压力时，它能将力均匀扩散。2、结构的稳定性：结构在载荷的作用下维持其原有的平衡形式的能力。决定结构稳定性的因素：结构的稳定性与几何形状、支撑面积的大小和重心位置密切相关。一个结构要稳定，它的几何形状科学、支撑面积大和重心位置低。3、结构的强度：构件和材料具有的抵抗破坏的能力。结构的强度是通过构件和材料来体现的。构件的强度与构件的横截面积、材料和材料的形状有关。（1）应力内力：构件在外力的作用下会变形，同时构件内部各质点之间的相

3、互作用力发生改变，这种作用力的改变称为内力。内力是构件由于要抵抗外力的破坏而产生的力。强度越大，构件能承载的外力就越大，构件能产生的内力就越大。外力变形内力引起产生抵抗应力：构件单位面积所受的内力称为构件的应力。用符号表示。a.计算公式：，其中N表示内力，A表示横截面积。b.单位：帕（Pa）。c.应力与压强：应力是属于压强。指单位面积上受到的力的大小；应力具体指构件横截面上受到内力产生的作用效果。d.常见的应力：正应力或反应力,与截面垂直的应力; 剪应力或切应力,与截面相切的应力。e.理解：在内力不变的情况下，构件的截面越大，应力就越小。构件就越不容易被破坏，强度就越大。应力应用例子：a、建筑

4、物的支柱是怎样承受压力的？越往底部，支柱承受的压力越大，利用增大横截面积的方法减小应力，以保证支柱不被破坏。b、纽绞的绳子为什么不容易拉断？在绳子产生的内力（称为“张力”）一定时，增加横截面积，减小应力。（2）结构的强度与哪些因素有关：材料、材料本身的形状、结构的连接。结构的强度与材料有关：混凝土加入钢筋以后既能承受压力，又耐拉力。结构的强度与材料本身的形状有关：“工”型结构、薄板通过折叠改变结构来加固。刚度：指构件抵抗变形的能力。相同的力的作用下，刚度大的构件变形小，刚度小的构件变形大。结构的强度与结构的连接有关：结构的连接：通过一定的连接物将构件组成整体结构。构件连接处的强度是影响整个结构

5、强度和稳定性的重要因素，而构件连接处的强度取决于它的连接方式、连接技术和连接处的牢固程度等。a.常见的连接方式：榫接、螺栓连接、胶接、绳系、焊接、铆接等。b.构件的结点：铰结点（不能相对滑动但能转动）、刚结点（既不能相对移动也不能转动）（3）结构的强度和稳定性试验技术试验有多种作用：a对不同材料进行强度试验，目的在于选择符合设计要求的材料b对结构进行加载模拟试验，目的在于检测或改进结构的强度。技术试验有多种方式：撞击试验、承载试验和模拟试验等。4、结构设计结构设计是属于设计中的一种类型，它必须遵循一般的设计方法和过程。结构设计必须考虑它的受力情况、稳定性、强度、连接方式和材料的选用等。并能对结

6、构设计进行基本的描述（图纸等）。还要从功能、实用、安全、经济、美观和人性化等角度综合考虑，以保证结构设计的目的和要求。 结构设计：（1）明确设计目的及要求：设计目的及要求材料与连接方式（2）形成初步设计方案收集和整理信息发现问题结构类型的选择桥梁的结构有：拱架桥、梁架桥、钢索斜拉桥、悬梁桥、悬索桥、弓形拱桥等六种。绘制草图（3）模型制作（4）检测、优化和改进设计：试验检测 优化和改进设计（5）评价 5、典型结构的欣赏（1）建筑与文化故宫：汉族文化的经典之作，世界上最大的木结构建筑。体现皇帝的至高无上：a所有工程建筑都要满足皇帝的生活享受，因此采用木结构（取材容易，运输便捷，加工简单，建造速度快

7、）。b建筑色彩以朱墙黄顶为主，以周边环绕的众多灰墙黛瓦的民宅，形成强烈的对比，充分表现了皇帝的威严。圣彼得大教堂：意大利文艺复兴建筑盛期的代表作品，世界上最大的天主教堂。体现追求神的永恒：a强调建筑的不朽，采用了巨大的石材结构。b为了建筑的不朽和永恒，几代人前赴后继完成的伟大作品。拉斐尔、米开朗琪罗等6位建筑师。客家土楼：体现客家人对家族和谐完整的追求以及抵御外来势力的强烈意识。萨伏伊别墅：体现摈弃繁琐，追求简洁，强调机械及技术美。地域差别、民族差异、文化背景不同在建筑上的反映：傣家竹楼、藏族建筑、陕北窑洞、蒙古包等。（2）建筑与技术：建筑之美，依技术而成。每一次工程技术上的进步均推动了建筑的

8、革命：古罗马人的火山灰水泥：建造了巨大的斗兽场古哥特人的飞券结构：古哥特建筑高耸向上东方的榫卯结构：具有东方神韵的木结构体系钢和玻璃的应用：产生了钢骨架的现代建筑二、流程与设计1、什么是流程（1）流程是一系列连续有规律的活动，这些活动以确定的方式发生或执行，导致特定结果的实现。（2）流程的分类：工作流程与工艺流程工作流程反映了完成一件事情、一项任务而进行的一系列有序的工作或活动的全过程。工艺流程：反映了从原材料投入到成品产出，通过一系列工艺或加工环节，顺序地进行生产或制造某种产品的全过程。相同点不同点（结果）工作流程1、一系列连续有规律的活动；2、以确定的方式发生或执行；3、导致特定的结果。完

9、成一件事情或一项任务。工艺流程生产或制造某种产品。任何一种产品的生产都需要经过从设计到制作的过程，这个过程往往既包括工作流程又含有工艺流程。产品的生产或制造，必须由一定的工作来完成。2、流程的组成：任何流程都包含具体的环节(link)和时序(time sequence)关系. 3、流程的描述：流程的描述可以用文字表述,也可用流程图来表述.绘制流程图：方框流程图的部分图形与符号示例环节(工作,活动,工艺环节,加工环节,子程序等) 检测点或决策点开始/停止 时序(先后顺序,流向) 4、流程的设计（1）流程设计应考虑的基本因素：事物的内在性质、规律和相关因素。对于工作流程，应根据工作目标的不同而综合

10、考虑工作效率、工作质量和工作规范的问题。对于工艺流程，应综合考虑设备条件和工艺水平，并以安全生产、节约资源、提高产品质量、保护环境等为目标进行设计。（2）流程设计的步骤了解设计的目的，明确设计目标；分析流程的各种因素，确定流程的各个环节和时序，初步画出流程图；模拟或测试流程的运行情况并进行修改调整；写出说明书。5、流程的改进设计（1）流程改进的目的：提高生产效率、产品质量和经济效益。（2）流程改进的步骤：分析流程现状；确定改进的目标和要求；确定改进方案。（3）流程改进的方法：对环节进行改进（如合并、删减等）；对时序进行调整改进；对环节和时序进行调整改进。三、系统与设计1、系统：系统是指由两个或

11、者两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。（1）系统的涵义第一、任何系统都是由两个或者两个以上的元素所组成的统一体。第二、系统的元素与元素、元素与整体以及整体与环境之间，存在着一定的有机联系，形成了特定的结构与秩序。第三、系统的整体具有不同于各个组成元素独自功能的新功能。（2）元素和子系统 系统与元素的概念是相对的。元素和子系统是系统的组分我们把最小的不需要再细分的组分称为系统的元素。元素是构成系统的基本组分。在很多情况下，系统的元素本身也是构成次一级系统的小系统，称为子系统。（3）系统的分类按系统组成元素的性质分：自然系统、人工系统和复合系统按系统组成元素的存

12、在形态分：实体系统和概念系统按系统的运动状态分：动态系统和静态系统从系统与外部环境的关系分：开放系统与封闭系统2、系统的基本特性：（1）系统具有整体性：系统的组分（元素）是构成系统整体的前提和基础，没有部份就没有整体，但系统的整体功能是各组分（元素）在孤立状态下所没有的。系统不是各个组分（元素）的简单相加，系统内部的协调和配合状况，直接影响系统整体功能的实现。（2）系统具有目的性：系统都是以实现某种功能为目的的，这正是区别不同系统的标志。系统的目的一般通过更具体的目标来体现，系统的多个目标有时不完全一致，甚至互相矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折中的办法，从而收到整体最佳的效果。（3）系统具有相

13、关性：系统内部各组分（元素）之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一组分（元素）的变化，会影响其他组分（元素）实现其功能。（4）系统具有环境适应性：任何系统都存在于一定的环境之中，必然与外界进行物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会相应地引起系统功能和内部组分（元素）的变化。系统具有适应环境的变化，保持原有功能的特性。（5）系统具有层次性：系统无论大小，都可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。系统各个层次具有独自的功能，它们通过相互联系、相互作用共同完成系统的整体功能。3、系统分析(1)涵义：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试

14、验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程(2) 系统分析的的基本思想：系统是一个整体，不是各个要素的简单相加。系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响整体功能的发挥。系统的整体功能大于组成系统的各部分功能之和，即通常所说的：“2 1+1”或“1+12”。不能离开整体去分析系统的任何一个组成部分。 系统的各要素之间或系统与部分之间的相互作用、相互联系。 任何系统都具有特定的功能。 任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统

15、特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。（3）系统分析的基本方法:运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析。（4）系统分析的主要原则：整体性原则、科学性原则、综合性原则（5）系统分析的一般步骤：阐明问题，确定目标；分析研究，制定方案；评价比较，确定最佳方案。4、系统优化：（1）系统优化的意义系统的优化就是在给定的条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得更佳功能和更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。（2）系统优化的思想：系统的整体最优，不一定各元素都优；反之，系统各元素都优，系统整体未必最优

16、。系统优化过程，受一定条件影响和约束，会造成系统与环境、系统与组分之间、组分与整体之间的矛盾，只有合理解决这些矛盾冲突，才能实现系统的优化。必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的合理连接和协调，才能提高系统的有序性和整体的运行效果。系统的优化是一个不断验证、完善的过程。（3）系统优化的方法： 定量方法：数学中的利用函数关系求最值。定性方法：在一定条件下分析和控制系统的特性，使系统达到更理想、更加效果。（4）影响系统优化的因素：对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。5、系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时

17、又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。（1）系统设计的原则以实现系统整体效果最优为目的。设计好系统的每个元素和子系统。综合考虑系统各个元素和子系统之间的联系，合理解决它们之间的矛盾冲突。（2）系统设计的步骤提出设计问题，明确设计总体目的要求。调查研究，收集相关资料，进行基本的设计分析。系统设计对设计的改进、完善、优化。6、系统评价费用与效果比是系统评价的基本手段。追求并实现系统最优化目标是系统设计区别于一般设计的重要标志。四、控制与设计1、控制的含义：根据自己的目的，通过一定的方法（对其干预）使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。任何一个控制系统都有控制器，没有控制器就不

18、构成控制系统。2、控制系统各环节的作用：（1）控制器，控制指令的发出者，是有决策功能的装置（发号施令）。（2）执行器，控制指令的执行者，执行控制器的决策。（3）被控对象：控制系统所要控制的装置或生产过程；（4）反馈环节：将控制结果反馈回来的部分。（5）比较器：它将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；3、给定值、控制量与被控量的概念：（1）给定值：控制系统的给定量，也是控制系统的输入信号；（2）控制量：能对被控对象产生作用，从而使被控量发生变化的量，即执行器的输出信号。（3）被控量：控制系统所要控制的量（目的），也是控制系统的输出信号；控制系统结构的例子：系统名称给定量控制器执行器控制量

19、被控量反馈环节被控对象环的性质电冰箱(空调)温度控制电路压缩机工质温度箱体内温度温度传感器箱体内空间闭环十字路口红绿灯控制(按车流量)车流量智能电路(CPU)控制电路时间灯亮时长流量检测器(如记数器等)红绿灯开环可伸缩晾衣装置摇动否?滑轮结构等绳杆架等摇速衣架伸缩无晾衣架开环农用喷雾器动力杠杆传动结构压缩机压缩气压喷洒速度无喷雾器箱体内空间开环4、开环控制系统与闭环控制系统（1）开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统。基本组成：控制器、执行器和被控对象。特征：不管控制的结果（系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递）。控制器执行器被控对象给定值控制量被控量

20、开环控制系统结构框图:（2）闭环控制系统（反馈控制系统）：能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统。基本组成：控制器、执行器、被控对象和反馈环节。特征：根据控制结果做出决策（也就是输出量对控制有影响），反馈环节是重要特征。给定值反馈环节比较器控制器执行器被控对象控制量被控量闭环控制系统结构框图：（3）控制系统的选择：一般情况下，开环控制系统比闭环控制系统简单、成本低。所以，开环控制能满足要求的就选择开环控制系统；开环控制不能满足的，就看“将开环控制与闭环控制结合在一起”能否满足要求。只有当存在着无法预计的扰动和系统中元件的参数存在着无法预计的变化时，闭环控

21、制系统才具有优越性。5、手动控制与自动控制（1）手动控制：控制系统必有在人的直接干预下才能完成控制任务的控制系统（人发号施令）。（2）自动控制：系统中不需要人的干预就可按期望规律或预定程序进行的控制系统（机器发号施令）。闭环控制系统不一定是自动控制系统，自动控制系统不一定是闭环控制系统。开环控制系统也可能是自动控制系统，手动控制系统也可能是闭环控制系统。6、控制系统运行的主要干扰因素：在控制系统中，除输入量（给定量）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。（1）反馈：在控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输出量进行比较的过程。（2）闭环控制系统克服干扰：由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。7、控制系统的设计（1）开环控制系统的设计开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。（2）闭环控制系统的设计第一、闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。第二、控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。专心-专注-专业