结构与设计课件.ppt

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1、结构与设计结构与设计通用技术通用技术技术与设计技术与设计2专题一专题一【学习目标学习目标】1、了解结构的涵义；、了解结构的涵义；2、认识结构的主要类型：、认识结构的主要类型：实心结构、框架结构、壳体结构等实心结构、框架结构、壳体结构等3、掌握结构强度的概念；、掌握结构强度的概念；知道影响因素有材料、形状、连接方式等知道影响因素有材料、形状、连接方式等4、掌握结构稳定性的概念；、掌握结构稳定性的概念；知道影响因素有重心高低、支撑面大小、结构形状等知道影响因素有重心高低、支撑面大小、结构形状等一、结构的涵义一、结构的涵义从力学角度：能够抵抗变形和承受力、传递力的架构形态。从力学角度：能够抵抗变形和

2、承受力、传递力的架构形态。【知识要点知识要点】国家体育场(鸟巢)国家大剧院西安古城墙二、结构的分类二、结构的分类实心结构、框架结构、壳体结构。（另有桁架结构、拱形结构、缆索结构）实心结构、框架结构、壳体结构。（另有桁架结构、拱形结构、缆索结构）判断下面结构的类型？判断下面结构的类型？三、结构的强度三、结构的强度概念：概念：结构受力后，抵抗破坏（塑性变形和断裂）的能力结构受力后，抵抗破坏（塑性变形和断裂）的能力结构发生塑性变形结构发生塑性变形结构发生断裂结构发生断裂影响强度的因素影响强度的因素：材料、形状材料、形状、构件之间的、构件之间的连接方式连接方式不同的材料有不同的强度！不同的材料有不同的

3、强度！1、材料、材料相同材料不同方向上强度可能不同相同材料不同方向上强度可能不同哪个更抗压？哪个更抗压？哪个更抗弯？哪个更抗弯？2、形状、形状整体结构的形状整体结构的形状实心纸板实心纸板蜂窝纸板蜂窝纸板瓦楞纸板瓦楞纸板结构的形状不同结构的形状不同强度不同！强度不同！（抵抗破坏的能力不同）（抵抗破坏的能力不同）金刚石分子结构金刚石分子结构石墨分子结构石墨分子结构构件截面的形状构件截面的形状3 3、构件之间的连接方式、构件之间的连接方式榫接榫接用于木材的连接用于木材的连接焊接焊接用于金属的连接用于金属的连接螺纹连接螺纹连接铆接铆接常用于较薄两板间的连接常用于较薄两板间的连接另有：另有：粘接、插接、

4、钉接粘接、插接、钉接连接方式不同，强度不同！连接方式不同，强度不同！1、(1)如图所示为一木质花架。立柱与水平板的连接可如图所示为一木质花架。立柱与水平板的连接可采用采用、等方式等方式，其中，其中的连接强度最高。的连接强度最高。练习练习(2)、为增加花架的强度，设计时可采用的方法有：、为增加花架的强度，设计时可采用的方法有：(3)、若采用钢材制作花架，可采用的连接方式有：、若采用钢材制作花架，可采用的连接方式有：、等。等。榫接榫接钉接钉接粘接粘接榫接榫接从材料考虑：选用金属材料或在立柱中间加钢筋从材料考虑：选用金属材料或在立柱中间加钢筋从结构形状考虑：加厚平板，加粗立柱，增加立柱根数；从结构形

5、状考虑：加厚平板，加粗立柱，增加立柱根数；从连接方式考虑：榫接与粘接同时使用从连接方式考虑：榫接与粘接同时使用焊接焊接螺纹连接螺纹连接插接插接结构受力时保持原有平衡状态的能力（不发生倾倒、移动）结构受力时保持原有平衡状态的能力（不发生倾倒、移动）四、结构的稳定性四、结构的稳定性：影响结构稳定性的因素：影响结构稳定性的因素：重心高低、支撑面大小、结构形状重心高低、支撑面大小、结构形状你知道影响结构稳定性的因素有哪些你知道影响结构稳定性的因素有哪些？1、重心位置重心位置重心低稳定！重心低稳定！2、支撑面的大小支撑面的大小接触面是否等于支撑面？是不是接触面是否等于支撑面？是不是支撑面大就一定稳定？比

6、萨斜塔支撑面大就一定稳定？比萨斜塔为何不倒？为何不倒？较大的支撑面能保证较大的支撑面能保证结构有较好的稳定性结构有较好的稳定性重心的垂线落在支撑面内！重心的垂线落在支撑面内！3、结构的形状结构的形状稳定的结构形状：稳定的结构形状：三角形！三角形！三脚架三脚架金字塔金字塔思考：思考：3、是不是结构强度越大越稳定，结构的强度、是不是结构强度越大越稳定，结构的强度和结构的稳定性有什么不同？和结构的稳定性有什么不同？不稳定的应用不稳定的应用伸缩门伸缩门伸缩衣架伸缩衣架总结：总结：结构的强度是结构受力时抵抗破坏的能力。结构的强度是结构受力时抵抗破坏的能力。与结构使用的材料、结构的形状及构件连接方式与结构

7、使用的材料、结构的形状及构件连接方式有关。有关。结构的稳定性是结构受力时保持平衡状态的结构的稳定性是结构受力时保持平衡状态的能力。与结构的重心位置（高低、是否在支撑面能力。与结构的重心位置（高低、是否在支撑面内）、支撑面大小、结构的形状有关。内）、支撑面大小、结构的形状有关。这些知识你掌握了吗？这些知识你掌握了吗？1、比较三人的稳定性，并说明理由。、比较三人的稳定性，并说明理由。甲乙丙甲的稳定性最好。原因是支撑面大，重心低。甲的稳定性最好。原因是支撑面大，重心低。练习练习2习题解析习题解析1、（、（09年淄博一模题）折叠床是方便、实用的家庭生活用品。如图是一款长度年淄博一模题）折叠床是方便、实

8、用的家庭生活用品。如图是一款长度为为2米、宽度为米、宽度为0.8米的对折床（半块床板正面及背面图）。长期使用后，身体米的对折床（半块床板正面及背面图）。长期使用后，身体中部所在的位置发生了变形下陷，纸质床面板损坏，床面形成明显的凹坑，睡中部所在的位置发生了变形下陷，纸质床面板损坏，床面形成明显的凹坑，睡觉时极不舒服。觉时极不舒服。（1）从结构角度分析，折叠床设计存在的不足是（）从结构角度分析，折叠床设计存在的不足是（）床面板为较薄的纸板，承重不足；床面板为较薄的纸板，承重不足；折叠床太高折叠床太高 床面中部承载较大处的横向钢管间距偏大；床面中部承载较大处的横向钢管间距偏大；床脚形成的支撑面太小

9、；床脚形成的支撑面太小；床长度方向上设置的软铁条不能有效承力和传力。床长度方向上设置的软铁条不能有效承力和传力。A.B.C.D.从哪些方面思考？从哪些方面思考？分析：变形下陷、床面板损坏是强度问题！分析：变形下陷、床面板损坏是强度问题！针对强度找不足针对强度找不足答案：答案：B习题解析习题解析（2）由钢管组成的主床架和横向支承依然由钢管组成的主床架和横向支承依然结实结实，针对性地加固即可恢复其功效。从下面给出的方针对性地加固即可恢复其功效。从下面给出的方法中找出两种较好的加固措施。法中找出两种较好的加固措施。（填序（填序号）号）加焊横向钢管，使支承间距变小；加焊横向钢管，使支承间距变小；床面板

10、用纸板材料更新；床面板用纸板材料更新；床面板更换成较厚的木板；床面板更换成较厚的木板；在床面上绷尼龙绳网；在床面上绷尼龙绳网；在每块床板正中焊接一固定支腿。在每块床板正中焊接一固定支腿。2、（、（09年淄博二模试题年淄博二模试题14）小明设计了一个放置）小明设计了一个放置CD盘的盘的CD架，并制作了架，并制作了如图所示的原型。其中如图所示的原型。其中“支板支板”、“人物造型人物造型”均使用木质材料，各构件均使用木质材料，各构件之间采用乳胶连接。使用中发现：支板上所放之间采用乳胶连接。使用中发现：支板上所放CD盘达到一定数量时，盘达到一定数量时，“人人物造型物造型”会被压倒、压断会被压倒、压断,

11、以下针对这一问题的改进措施无效的是（以下针对这一问题的改进措施无效的是（）A加大人物造型与支板之间的接触面加大人物造型与支板之间的接触面B将人物造型改用铁质材料将人物造型改用铁质材料C将人物造型做得更瘦更高将人物造型做得更瘦更高D人物造型与支板之间改用钉接、铆接或其他更牢固的连接方式人物造型与支板之间改用钉接、铆接或其他更牢固的连接方式解析解析:压倒是稳定性不足，压断压倒是稳定性不足，压断是强度不足。是强度不足。A选项只能解决稳选项只能解决稳定性问题；定性问题；B选项只能解决强度选项只能解决强度问题。问题。C选项稳定性、强度更差。选项稳定性、强度更差。只有只有D选项能解决强度、稳定性选项能解决

12、强度、稳定性不足的问题不足的问题4、（、（09年高考题年高考题34）小华喜欢做家务，他发现传统长）小华喜欢做家务，他发现传统长臂式晾衣架不方便撑起挂圆领衣物，于是尝试对衣架进臂式晾衣架不方便撑起挂圆领衣物，于是尝试对衣架进行改造并制作出木制可变形衣架（右图）。行改造并制作出木制可变形衣架（右图）。（1）改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。为）改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。为此他设计了此他设计了4种改进方案，其中最稳定的是（种改进方案，其中最稳定的是（）（2）制作晾衣架产生的木屑可以变废为宝用来制作蚊香，那么使用下）制作晾衣架产生的木屑可以变废为宝用来制作蚊香，那么使用下列哪一种工具产生的木屑最适宜直接制作蚊香？列哪一种工具产生的木屑最适宜直接制作蚊香？A锯子锯子B斧子斧子C凿子凿子D刨子刨子