一、结构的受力分析.pptx

1、,第二节 结构是如何承受应力的,一、结构的受力分析,教师：邱博,通用技术,搭纸桥,（小试验）准备几张A4打印纸，一盒粉笔，几本厚书。按照图中所示的方法将打印纸展平、弯曲、曲折后架在两摞书中间，将粉笔轻轻放在纸上，看哪种结构可以承受更多的粉笔。,小试验,结构的形状影响结构的受力,搭纸桥,小试验,结构的受力分析,我们用力拉弹簧，弹簧会伸长，同时手会感觉到弹簧在拉我们的手。 这个反作用力是怎样产生的？,弹簧各个部分或分子之间存在拉力或引力。,结构的受力分析,这种存在于物体各个部分或粒子之间相互作用力叫做内力。,内力反映了材料抗破坏的能力，即强度的大小。,结构的受力分析,同样大小的外力，作用在材料一样

2、粗细不同的几根绳子上，哪一根容易断？,内力在材料界面上的聚集程度。在工程上我们把单位面积上的内力称为应力。,细绳容易断，因为单位面积上承受的拉力更大。,1Pa=1N/m2,1MPa=106Pa,应 力,应力的法定计量单位是帕斯卡（Pa），简称帕。,但在工程上我们习惯用兆帕（MP）作为应力计量单位。,强度,应力可以作为表示结构强度和刚度的基本指标。,强度越大结构受破坏的可能性越小 刚度（有时也叫刚性）越大结构越稳定,=抵抗材料破坏,刚度,=抵抗材料变形,应 力,应 力,指物体承受拉力,指承受压力,外力在力学中又叫做载荷,捏鸡蛋,捏鸡蛋，有两名同学分别按照图一和图二捏鸡蛋，看哪名同学能够捏碎鸡蛋。

3、,小试验,思考：为什么用很大力气握不碎鸡蛋，但两根手指一捏就碎了呢？,捏鸡蛋,小试验,分散载荷,集中载荷,在工程结构设计中总是希望载荷能在受力对象内均匀分布，尽量避免载荷集中。,简单拉伸和压缩的受力,拉力,压力,轴向拉伸,轴向压缩,压应力,拉应力,现在要计算杆件内部的应力，首先假设沿轴向的应力是均匀分布的。 这样杆件所受的应力就可以按下面的式子来计算： =P/A,应力,P是拉伸或者压缩载荷，单位是N。,A是拉伸或者压缩的截面面积，单位是mm2。,是拉伸或者压缩应力，单位是MPa。,简单拉伸和压缩的受力,通过试验可以测出每一种材料的极限应力值，也就是材料的抗拉强度，其大小可以表征材料抵抗变形或破

4、坏的能力。,解法一,解法二,已知物体的极限应力值为50N/mm2，截面积4mm2，外力冲击产生的内力为180N，请问结构会被破坏吗？,=P/A =180/4=45N/mm2 小于极限应力值50N/mm2 所以不会被破坏,=P/A P=*A P=50*4=200N 大于外力冲击产生的内力180N 所有不会被破坏。,=P/A,壳体结构和拱形结构,1、壳体结构,壳体结构,鸡蛋小试验,鸡蛋能承受多大压力？,将四个一半的鸡蛋壳放在桌子上，呈长方形 的四角摆放，不断将书轻轻放在四个鸡蛋壳上， 直到鸡蛋壳破碎。,为什么鸡蛋能承受这么大压力？,鸡蛋是壳体结构，受到压力被均匀 分散到蛋壳表面。,鸡蛋是壳体结构，

5、受到压力被均匀分散到蛋壳表面。,压力,壳体结构的受力分析,壳体结构：通常是指层状的结构。,思考：日常生活中你见过的壳体结构的例子。,壳体结构的受力特点：外力作用在结构体的表面上。 （通过壳型来传递力和承受荷载，特别是在顶部受 到压力时，它能将力均匀扩散）,壳体结构的受力分析,乌龟壳,思考：观察乌龟壳的结构，想想这种结构给乌龟带来什么好处？,学生讨论：进入工地时总是被要求戴上安全帽，为什么？,乌龟外壳属于壳体结构，它能承受较大的压力，保护身体不受损坏。,壳体结构,思考,举例：头盔、汽车飞机外壳、饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、核桃、瓜子、西瓜、锅碗瓢盆等。,壳体结构和拱形结构,2、拱形结构,拱形结构的受力分析,拱形结构的受力分析,思考：日常生活中你见过的拱形结构的例子。,拱形结构的受力特点：在外力作用下，拱主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形，把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力。,拱形结构,思考,举例：拱桥，窑洞，凯旋门，隧道，城楼门，蔬菜大棚，亭子，屋顶，人体胸廓。,拱形结构,思考,举例：我们的祖先很早就发现拱形物体最能承受外来压力这一性质，并且把它运用到建筑上去，创造了举世闻名的筑拱技术。,通用技术,课堂总结： 结构、载荷、应力、内力、物体所受应力的计算方法、壳体结构、拱形结构的受力。,通用技术,通用技术学科的奥秘是无穷的，它