第一章结构与设计.doc

结构与设计知识点1、结构是指物体的各个组成部分之间的有序搭配和排列；确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态； 结构的各个组成部分，通常称为构件；结构的本质是为了承受力和抵抗变形。2、从力学的架构与形态考虑，结构可以分为如下三类： 1）实心结构 指结构体本身是实心的结构，外力分布在整个体积，能承受较大的力，几何外形简单，如：实心墙、大坝2）框架结构 结构体由细长的杆件组成的结构，支撑空间而不充满空间，几何外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载，如：脚手架、门窗、棚架3）壳体结构 壳体内空，受力合理，形态稳定。如：贝壳、头盔、水杯、文具盒3、结构的受力1）力的基本形式 拉力 物体所承受的拉拽力 压力 挤压物体的力 剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力 扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力 弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力 2）案例分析 单杠结构的受力分析杠体：弯曲力立柱：压力、弯曲力、拉力斜拉杆：拉力3）内力和应力内力：当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 应力：构件的单位横截面上产生的内力，应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为 =F/s, 其中 ,F 内力 ,S 受力面积 , 应力例拿出一根细线，拉断VS对折几次后拉断。提问：哪一种需要的力更大一些？结论 细线本身会产生一种抵抗的力，成为内力；当把它对折后，横截面积改变，对应的应力也将变化。4、结构的稳定性和强度1）稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，能允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新回到原平衡状态的能力。2）影响结构稳定性的因素： 重心位置的高低支撑面的大小结构的形状3）结构的强度是指结构抵抗变形的能力4）影响结构强度的因素：结构的形状使用的材料构件之间的连接方式5、结构设计应考虑的主要因素l 稳定性和强度要求l 安全因素, l 公众和使用者的审美需求, l 使用者的个性化需要,l 对设计对象的成本控制要求l 一定的使用寿命 6、对“赵州桥”的欣赏和评价赵州桥结构：拱肩加拱的敞肩结构。受力：敞肩拱、拱圈、拱角文化价值：古代桥梁建筑的典范。;练习题一、选择题1下列哪个选项是受自然界结构形状的启发而设计的（）A签字笔 B.潜水艇 C.课桌 D.岳阳楼2在08北京奥运会上进行体操比赛的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（ ）变形。A.压缩 B.拉伸 C.弯曲 D.断裂3日中生活中，用指甲钳剪断指甲时，指甲主要受力形式是( )A.弯曲力 B.扭转力 C.压力 D.剪切力4周伟为了使自己家客厅的茶几更具有欣赏价值，那么他应该侧重改变茶几的（ ）A.造型 B.功能 C.安全 D.强度5如图所示是农民从水井里打水的情景，辘轳套在固定的木轴上，井绳绕在辘轳上，摇动把手使辘轳转动从而带动水桶上升，辘轳受到的力主要是（ ）A.拉力 B.剪切力 C.扭转力（扭矩） D.弯曲力（弯矩）6泰姬陵，是印度知名度最高的古迹之一，是莫卧儿王朝第五代皇帝沙贾汗为了纪念他已故皇后阿姬曼芭奴而建立的陵墓，被誉为“完美建筑”。 2007年7月7日，成为世界新七大奇迹之一。泰姬陵整体在结构上属于（ ）A.实体结构 B.框架结构 C.壳体结构 D.组合结构7小亮要自己动手制作一个相框，开始用4根木条制成了一个相框，发现这个相框不够牢固，他对这个相框进行了优化改造，下列做法中不能使相框更牢固的做法是（）A把相框的连接方式钉连接，改为榫卯连接和胶连方式B在相框的四个角上，分别钉上一根木头，使之构成三角形C把相框原有的钉连接改为螺栓连接D把原来的方榫连接改为圆榫连接8下列自行车四个部位的连接中属于铰连接的是（）A、辐条与车圈连接 B、链结间连接 C、鞍座与车架连接 D、轮胎与车圈连接9在体育比赛中，以下选项中属于利用结构不稳定性实现特定功能的是（ ）A乒乓球桌B.羽毛球拍 C.跨栏栏架 D.单杠10赵州桥是当今世界上年代最久、跨度最大的敞肩型石拱桥。下面有关赵州桥的描述中，不是从技术角度欣赏结构的是（ ）A.赵州桥的坦拱设计，使桥面平坦宽阔，方便了车辆通行B.大拱的两肩，砌了4个并行的小拱，实现了泄洪.省料以及稳定桥身的目的C.李春就地取材，选用附近州县的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料D.桥两侧的栏板上雕刻的蚣蝮，寄寓大桥不受水害，长存永安11下面关于流程中环节和时序说法正确的是（ ）A.有的流程时序可以调整，有的流程时序不可调整B.任何流程环节的时序都不能调整的C.任何流程环节的时序都是可以调整的D.环节多的流程时序才能调整12在手工制作小铁锤的流程设计中,下列说法不正确的是( )A.手工制作小铁锤流程设计需要考虑设备、材料、加工方法、热处理等因素B.小铁锤的加工流程可划分为锤头加工环节、锤柄加工环节和装配环节C.锤头和锤柄的连接方式可用铰连接D.锤头可进行淬火处理，以提高硬度13儿童的平衡能力相对比较弱。为了防止翻车，大多数童车的后轮两侧会加两个小轮。这一设计主要是为了（ ）A增大了摩擦力，方便制动停车B降低了重心，增强了结构的稳定性C增大了结构与地面的接触面，增强了结构的稳定性D增大了结构与地面的支撑面，增强了结构的稳定性14装有辅助小轮的童车、双梁载重车、弯梁女式车、双坐双脚蹬的双人车等都属于自行车家族，但各自的功能不同，这是因为设计者改变了（ ）A.车的自重 B.车的材料 C.车的结构 D.车的大小15、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（） A美观B重心低C保护D支撑 16、分析下列物体的结构类型，判断哪个属于实体结构。（） A电灯泡B乒乓球C橡皮檫D篮球 二、技术试验题1、雨伞是我们生活中常用品（如图所示），但雨伞的种类多，质量与价值也各不相同。请你设计一个简单的试验方案，检测雨伞的性能（生活中很容易获取一些材料和设备进行试验）.试验名称： 试验目的： 试验准备： 试验方法： (1)防风性能试验： (2)防水性能试验： 2、案例分析纸张的结构造型与强度的关系的试验报告高一（3）班赵梅同学在完成了纸张的结构造型与强度的关系的试验之后撰写了如下的试验报告。请将其没写完整的补充完整。试验目的： 试验准备：大小相同的纸张若干，胶水，高度相同的木块两块（用做支架），不同质量的砝码若干，试验记录纸，试验报告书。试验过程：1、取一张纸片放在支架上，再将砝码放于纸片上，观察试验现象并记录纸片所能承受的砝码的质量。2、将其余纸张通过折叠、卷曲等操作，制作成不同的造型（必要时用胶水粘贴），再放于支架上，然后放上砝码，分别记录不同造型的纸张所能承受的砝码的质量。3、列表比较各次试验中不同结构造型的纸张的强度。试验总结： 请举两个现实生活中通过改变物体的结构造型来增加物体的强度的事例。三、设计题一碰到下雨天，同学们来教室上课会带来各种各样的雨具。为了放好这些雨具，不让水更多的滴在教室的地面，使地面潮湿，从而让教室更加整洁，需要你用木头设计一个雨具架。（请从结构的稳定性、强度、材料、使用方便以及美观等方面综合考虑）1.用草图表达你的设计思想，并写出必要的说明。2.针对你的设计方案，列出加工所需的工具。参考答案一、选择题12345678910BCDACCDCCD11121314151617181920ACDCBC二、技术实验题1、试验名称：雨伞性能试验试验目的：测试雨伞性能试验准备：待测雨伞、水、水盆等（学生需写出用到的器材）试验方法： 抗风性能试验：撑开雨伞，握住伞柄，举高后用力快速向下拉，观察雨伞是否翻转或变形，并作记录。 防水性能试验：撑开雨伞，在雨伞伞面上泼大量的水，或者在大雨下撑伞，观察雨伞是否漏水，并作记录。2、试验目的： 测试纸张的结构造型与强度的关系试验结果： 1、物体的结构造型对强度有影响。2、相同材料的物体结构不同，强度不同3、相同结构造型的材料，间距不同，强度不同4、我们可以改变结构来增强物体