2、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,这些组成部分通常称为构件。如自行车的车轮,它是由辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成的。
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σ=F/S,其中,F是内力,S是受力面积,σ是应力。
生产生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。例如,自行车承受人和所载物体的压力及自行车自身的重力;桥墩承受自身重力及负载的压力、大风的作用力等其他外力。
马上行动
指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力。
建筑物的窗户: 。
餐桌: 。
硬纸包装箱: 。
分析结构的受力情况时,首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用;其次要清楚在这些力的作用下,构件能否安全、可靠地工作,也就是对构件进行承载能力分析。构件的受力形式多种多样,基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力,很多情况下,构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。
马上行动
请连线:
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
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