1.1常见结构的认识1.ppt

1、,蜂巢,蜂巢由工蜂筑造,蜂巢的结构用材最少,容积最大,蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向内倾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣无缝，构成一个整体，牢固无比。重40克的蜂房，却能容纳2000克蜜蜂。,蜂巢的结构精巧又美观,视频比萨斜塔,世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。 结构（structure)：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。,形形色色的结构给了人们无限 的创造灵感和启示.通过对自然界 中结构的分析和研究,人们将其 成果应用到技术领域,更好地 服务人类.,苍耳子与尼龙搭扣,鸟与飞机,鹰眼与导弹跟踪系统,苍耳子 植物形态一年生草本，三角状卵形，

2、先端锐尖，基部心形。边缘有缺刻或35浅裂，有不规则粗锯齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株，雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在下，卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期710月，果期811月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。,应用 .用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即苍耳子散。,案例1,与尼龙搭扣,案例2,人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿生。,中国的大飞机在研制中,鹰眼,与导弹跟踪系统,结构如： 1、自然

3、界中物体的结构：鸟巢、蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等； 2、生活中的飞机、汽车、楼房、桥梁等 3、抽象的结构如语文科的小说、诗词等，人员结构、计算机方面的数据结构等,人类创造物体的结构,社会领域中的结构,阅读案例：魁北克大桥的坍塌。,分析大桥坍塌的原因是什么？,设计师擅自改变桥的结构。,为什么改变桥的结构会造成塌陷呢？,因为，不合理的结构会使结构或材料所受到的外力超过其承受的极限。,?,结构与力,从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。 每个物体都有它的特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这

4、些组成部分通常成为构件。（例如：自行车的车轮有辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成。）,物理学与通用技术研究力的角度不同,物理学往往研究外力,把物体当质点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。 而技术学则关注一个物体内部受力情况。,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 , 称为内力。 应力是构件的单位横截面上所产生的内力。 当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 是内力 ,S 是受力面积 , 是应力。,2.2 基本受力形式,工程中，构件的受力情况是比较复杂的，为 了便于设计和计算，一般将构件的

5、受力形式 简化成以下五种： 拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力。,拉力,受力特点：物体所承受拉拽力,压力,受力特点：挤压物体的力,剪切力,受力特点：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,弯曲力,受力特点：作用于物体 ,使它产生弯曲的力,扭转力,受力特点：反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力,1、分析受力的形式,支撑力,拉力,压力,側压力,吊兰的支撑架,桥墩,大坝,两端被托起的梁,观察右下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳 子吊起来。石磨在推动过程中，绳子在空间的 轨迹是一个什么图形？,一：保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用

6、力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松。 二：防止推杆弯曲变形，可以承受一些推杆的重力。,3、小试验（1） 比较不同形状的纸板承受压力的大小,1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？ 2、如果把纸板折成瓦楞状，试验结构会发生,纸张弯曲跨度小，抗压能力大。 瓦楞状纸的抗压能力更好。,三、结构的类型,实体结构：结构体本身是实心,受力特点：外力分布在整个体积中（实心墙、大坝）,框架结构：细长的构件 受力特点：支撑空间而不充满空间 框架结构是由杆件或板件连接而成的，构件可以是空心，也可以是实心；可以是平面框架，也可以是空间框架。由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。 案例分析： 大连电视塔,返

7、回,受力情况：空间框架体。如铁塔架，脚手架，建筑框架体。,大连电视塔（框架结构）,壳体结构：层状结构 受力特点：外力作用在结构体的表面上 壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结构。由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力。因此在场馆建设中用得很多。 案例分析：头盔，汽车外壳等,返回,悉尼歌剧院（壳体结构）,P9小实验（了解壳体结构的受力情况）,思考：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？ 因为鸡蛋独特的椭圆形造型，所以只要有重量压在 鸡蛋上面，鸡蛋所承受的重力便会向四周均匀散 开，让每个部位承受同样的重力。壳体结构具有十 分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的

8、荷载。外力作用于壳体结构时，外力分布在整个表 面，并利用壳体结构几何形状（曲面）的合理性， 以材料直接受压来代替弯曲内力，大大减小了弯 矩，从而充分发挥材料的潜力。当石板的重力通过 木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀地分散到了蛋 壳的表面上，所以鸡蛋可以承受较大的压力。 乌龟的外壳属于壳体结构，它能承受较大的压力， 保护身体不受损害。,P10案例分析,埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的露空结构铁塔，高320米。埃菲尔铁塔得名于它的设计师桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔设计离奇独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。埃菲尔铁

9、塔分为三层，从塔座到塔顶共有1711级阶梯，分别在离地面57米、115米和276米处建有平台,整体是框架结构；地基、柱子等是实体结构,圣彼得大教堂,承重部分是框架结构、挡泥板是壳体结构、脚踏板与链轮之间是传动结构,自行车由哪些基本结构类型组成,三、结构的类型,实体结构,框架结构,壳体结构,结构体是实心,外力分布在整个体积中 主要承受压力,实心墙 大坝,结构体由细长的构件组成,支撑空间而不充满空间 即可以承受压力，又可以承受拉力,铁架,结构体是层状,外力作用在结构体表面上 当壳顶部受到压力时，能将力均匀分散,头盔 贝壳,练习：分析物体结构的类型,古罗马斗兽场,古罗马斗兽场,练习：,当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外 力对头骨的撞击的？ 当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到 一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击 时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅速分布到头 盔表面，形成整个头盔表面均匀受力。另外头盔内 部还有一柔性减震结构，它可以减弱头盔壳体上的 力向人脑壳的传递，这样就起了保护摩托车手安全 的使用。,汽车的安全汽囊又是如何保护驾驶员的？,汽车的安全气囊是现