常见的结构认识.ppt

结构与设计1常见的结构认识,技术与设计2,结构设计流程设计系统设计控制设计,便携小凳设计方案,为什么选择方案C，或者三个方案的不同在于什么？,他们选择的材料相同，但结实、稳定程度不同。很明显，由于其结构形式的不同。,认识结构，分析影响结构的稳定性、强度和刚度的主要因素，将使设计者合理地进行产品设计研发。绝大多数事物都具有自己的结构，大到航空航天军事领域、小到所学的分子原子有独特的结构。,一、认识结构,奇特的结构欣赏,奇特的结构欣赏,奇特的结构欣赏,奇特的结构欣赏,奇特的结构欣赏,一、认识结构,1.社会领域中的结构,机关组织结构,学历配置结构,职称分布结构,一、认识结构,1.社会领域中的结构,2.自然领域中的结构,自然界中，无论是生物还是非生物，绝大多数都有着其各自的结构。,一、认识结构,1.社会领域中的结构,2.自然领域中的结构,自然界中由其他生物创建的优秀结构,一、认识结构,1.社会领域中的结构,2.自然领域中的结构,自然界中形色各异的结构给人视觉享受，同时给人以创造的灵感和启示。人将自然成果应用到技术领域，更好地服务于人。,一、认识结构,1.社会领域中的结构,2.自然领域中的结构,思考：为什么鸟窝、蛛网、蜂窝等结构常受到技术设计人员的喜爱呢？,蜂窝：使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间，不会出现缝隙，空间使用效率最好。重量又很轻，还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构,在技术领域，产品结构更是丰富多彩。,一、认识结构,1.社会领域中的结构,2.自然领域中的结构,3.技术领域中的结构,影响着性质和功能，结构方面的小问题会导致重大事故发生。不同的结构具有不同的特点和性质，通过结构的改进，可以获得更好更优的产品，适应不同的使用要求。,结构：事物各组成部分的有序搭配和排列。,键盘的按键结构,薄膜键盘是目前普遍使用的键盘形式但其按键的结构形式有以下几种类型,火山口式结构,键盘的按键结构,宫柱式结构,剪刀脚式结构,键盘的按键结构,机械式结构,键盘的按键结构,剪刀脚式：早期用于笔记本、扁平键帽、手感好、噪音低、成本相对较高火山口式：应用最广、结构设计简单、成本低、噪音较重机械式：最早出现，后被薄膜键盘取代；目前一些中高端制造商开始重新使用机械式按键，因为其手感极好、寿命更长,结构是技术设计的核心内容。那么，结构对于技术产品来说有怎样的要求呢？,魁北克大桥坍塌事故,从该案例可以得出，结构设计必须满足什么要求，才能保证技术产品正常工作。,二、结构与力,强度要求,稳定性要求,刚度要求,力的角度分析结构,二、结构与力,1.相关概念,从力学的角度看，结构是指能够承受一定力的架构形态，可以抵抗外力引起的形状和尺寸的改变。,一个复杂的结构可以由诸多部分组成，这些组成部分构件。例如：自行车车轮,二、结构与力,1.相关概念,当结构中的构件受到外力作用时，其内部的各个质点之间的相互作用情况会发生改变，产生一种抵抗外界的力内力。,生活中常见的结构都可以抵抗外界各种作用力。例如:自行车承受人和物品的压力及重力。,二、结构与力,1.相关概念,讨论：如何将一根火腿肠折成两段。,扭断？,2.构件的受力形式,切断？,构件受力形式的不同：拉力、压力、剪切力扭转力和弯曲力等。,二、结构与力,1.相关概念,该起重机械收到一定的外载荷时，其上的各杆件分别有怎样的变形？,2.构件的受力形式,3.构件变形基本形式,拉伸或压缩,这类变形形式由大小相等、方向相反、作用线与轴线重合的一对力引起。,二、结构与力,1.相关概念,日常生活中常用的剪刀。,2.构件的受力形式,3.构件变形基本形式,拉伸或压缩,由大小相等、方向相反、相互平行的一对力引起。使得受力构件沿外力方向发生相对错位。,剪切,二、结构与力,1.相关概念,汽车转向轴，在工作时会发生怎样的变形？,2.构件的受力形式,3.构件变形基本形式,拉伸或压缩,由大小相等、方向相反、作用面垂直于构件的两个力偶引起。表现为构件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。,剪切,扭转,二、结构与力,1.相关概念,请分析火车轮轴在轨道上运行时会发生怎样的变形？,2.构件的受力形式,3.构件变形基本形式,拉伸或压缩,由垂直于构件轴线的横向力引起。表现为构件轴线由直线变成曲线。,剪切,扭转,弯曲,疯狂设计欣赏,疯狂设计欣赏,疯狂设计欣赏,二、结构与力,事物结构合理性的基础是能够抵抗来自外界的各种作用力和自身重力的影响。了解：那么，技术学科对力的分析与物理学科受力分析的区别在于哪里呢？物理学科：分析物体受到的外力作用，力作用下物体外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。技术学科：深入学习时，是主要分析物体受到外力作用后对物体内部结构的影响及其规律。,三、结构类型,任何一个结构相对复杂的产品，按照结构学的观点可以视为由若干个零件、部件或组件组合而成。,零件（元件）,部件,组件,产品整机,无论是作为整机产品还是组成产品的零部件、组件，都有其各自的结构类型，即通过最优的搭配排列方式呈现于人们面前。,实体结构,三、结构类型,实体结构本身是实心的结构。其受力特点是外力分布在整个体积之中。,无论是作为整机产品还是组成产品的零部件、组件，都有其各自的结构类型，即通过最优的搭配排列方式呈现于人们面前。,实体结构,三、结构类型,框架结构是由诸多细长构件有序组合的结构。其受力特点是可承受垂直和水平双向的载荷。尤以杆件构成的结构最典型。,框架结构,三、结构类型,实体结构,框架结构,框架结构也可理解为由许多梁和柱以刚性连接和铰接构成的承重体系。,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。对于采用框架结构的建筑，墙体不是主要承受力的部分。,三、结构类型,实体结构,框架结构,壳体结构由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。,壳体结构,壳体结构具有很好的空间传力性能，能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构。,四、结构举例,壳体结构,对于工业生活产品而言，壳体也可以称为箱体。主要是满足包容内部组成部件的功能要求，且具有相对封闭的特点。,包容功能,固定支撑功能,四、结构举例,思考：如何解决下述社会问题？,立体车库,四、结构举例,井筒式立体车库：,四、结构举例,电梯式立体车库：,四、结构举例,升降横移式式立体车库,四、结构举例,垂直循环式式立体车库：,四、结构举例,立体车库的特点：,有效利用空间，提高空间利用率达数倍；可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转；,思考：从立体车库的整体结构分析，其属于什么类型？,框架结构,小结,结构认识,结构,广义：组成部分