技术与设计2第一单原结构与设计

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第一单元结构与设计 一、常见结构的认识基本要求：1、了解结构的含义。2、从力学的角度了解结构的概念。3、了解结构的类型，能对简单的结构实例进行分类。发展要求：能结合简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。重要概念：结构、构件、实体结构、框架结构、壳体结构 比萨斜塔 不倒翁 1、无处不在的结构自然界存在的各式各样的结构。自然界的植物、动物、矿物质、自然现象等有其特定的结构。自然界中的结构 来源于自然的灵感 蜂巢 蜘蛛网 恐龙骨骼 人体骨骼 树树 利用自然地形结构水坑里竟然设计出这样一座大酒店 上海松江有个100米深石场，还有一个小湖。Atkins设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观，有一组瀑布状的玻璃幕墙，非常漂亮。这还是一座极为环保的建筑，整个酒店的屋顶种满绿草，石场为酒店提供了良好的温度控制。酒店总共能住1000位客人，他们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩......松江大酒店 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。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。什么是结构？ 苍耳子植物形态　一年生草本，三角状卵形，先端锐尖，基部心形。边缘有缺刻或3～5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7～10月，果期8～11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与尼龙搭扣阅读案例 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。中国的大飞机已经研制成功 鹰眼与导弹跟踪系统 立体六角形薄壁,结构巧妙、坚固耐用大自然是最完美的设计师 为什么蜂窝都是六角形的你如果仔细观察过蜂房，一定会由衷地发出惊叹，它的结构真是大自然的奇迹。蜂房由许许多多大小相同的窝组成，从正面看过去，它们是6角形的，且排列的整整齐齐。而从侧面看，它则是由许多正六棱柱紧密地排列在一起。而每个正六棱柱的底更是令人惊叹！它既不是平的，也不是圆的，而是尖的，是由三个完全相同的菱形组成的尖底。蜂窝这种奇妙的六角形早就引起了人们的注意，为什么小蜜蜂要把窝做成六角形的，而不是三角形、正方形或是5角形的呢？凡圆筒形的物体，前后左右受压时，它的截面就成了6角形。所以从力学角度看，六角形是最稳固的。那么小蜜蜂造窝是不是为了避免彼此挤压呢?当然不是，因为蜂窝的六角形巢已开始就是连成一片的。18世纪初，法国学者马拉尔琪曾测量过蜂窝的角，发现了一个有趣的规律，就是每个菱形的钝角都是109°28’，而锐角都是70°32’。这一现象给了法国物理学家列奥缪拉一个启发：这种特定的形状是不是最省材料，而容积又最大呢？于是他请教了瑞士数学家克尼格，克尼格经过精心推算，证实了他的猜想。但是计算出来的角度是109°26’和70°34’，与蜂窝的测量值还有2分之差。1743年，英国数学家马可洛林又重新进行计算，结果竟与蜂窝的角度完全相符。原来是克尼格使用的对数表上的数字印错了。经过几个世纪对蜂窝结构的研究，人们最终发现，这种结构最有效的利用了材料和空间。人们还找到了它的很多奇妙的用途。现在它已被广泛应用于建筑、航空、天线电话等领域，从建筑商隔音隔热的“蜂窝式夹层”结构到航空发动机进气孔的设计，都与蜂窝的结构密不可分。 苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。 潜水艇 马上行动在生产生活中那些产品的结构是受到自然物体的结构的启发而产生的?锯、雷达、冷光源、船浆、飞机等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，更好地服务于人类。 请阅读魁斗克大桥的坍塌 结构影响产品的性质和功能，结构方面存在的一个小问题也许就会导致重大事故的发生。合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。技术领域中的结构 在社会领域，也普遍存在着结构现象。一篇文章的结构社会领域中的结构一家企业的人员结构 马上行动例举印象较深的有关结构的事例树的结构、金刚石的结构、地球的结构、雪花的结构自行车的结构、水立方的结构、电脑的结构家庭的结构、公司的结构、学校的结构、班级的结构 2、结构的类型 实体结构受力特点：外力分布在整个体积中举例：大坝、实心墙、实体物结构体本身是实心的结构 框架结构受力特点：支撑空间而不充满空间举例：铁架塔、厂房的框架结构体由细长的构件组成的结构 壳体结构国家大剧院在建设中受力特点：外力作用在结构体的表面上举例：建筑的屋顶，汽车外壳，贝壳指层状的结构 阅读P9小试验并思考问题。在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。课堂练习：P10页马上行动 作业 试验：比较不同形状纸板承受压力的大小试验3，纸张弯曲跨度小，抗压能力强考虑拱桥的跨度和弯曲程度瓦愣纸的抗压能力更强 3、结构与力从力学的角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。每个物体都有它特定的架构形态这种架构形态体现着它的结构，一个复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称构件。如：自行车的车轮由辐条、轮胎、车圈、气门组成 结构与力当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的改变,产生一种抵抗的力,称为内力。受力构件的单位横截面上所产生的内力称为应力。用公式表示应力为：σ=F/s其中,F是内力,S是受力面积,σ是应力。 马上行动指出下例结构可以抵抗来自外界那些方面的作用力。建筑物的窗户餐桌硬纸包装箱 左拉力右拉力右内力抵抗左拉力左内力抵抗右拉力内力如何抵抗外力图示1当外力大于内力的最大值，或者结构受到的应力大于容许应力时，结构就会被破坏。外力＝内力不变形 内力如何抵抗外力图示2右压力左压力右内力抵抗左压力左内力抵抗右压力当外力　内力Ｐ就会破坏结构 内力如何抵抗外力图示3重力内力抵抗重力受到负荷时梁必会产生弯曲现象。 构件受到扭转力的作用内力如何抵抗外力图示4 拉力作用于物体,使它产生弯曲的力压力两个距离很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力剪切力挤压物体的力扭转力物体所承受的拉拽力弯曲力反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力完成马上行动 一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使它的承重增加，该如何改进？ 解决方案 观察图：说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动防止推杆弯曲变形，可以承载一些杆的重力 课堂小结结构的含义结构的分类从力学的角度分析结构的受力 作业 总结一、常见的结构无处不在的结构：定义，自然界结构的作用结构与力：定义，构件，外力，内力，应力结构的类型：四种结构 谢谢！