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通用技术必修知识专题讲座
更新日期:2011-12-6    作者:培训中心    编辑:admin    点击量:12780

技术与设计2

第一单元 结构与设计

一、常见结构的认识

1.结构:是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。

根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。

2.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。

构件的基本受力形式:拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

.结构的类型:实体结构、框架结构、壳体结构

实体结构:结构体本身是实心的,它的受力特点是:外力分布在整个体积中,如:实心墙,大坝。

框架结构:结构体由细长的构件组成,受力特点:支撑空间而不充满空间。如:铁架塔。

壳体结构:层状的结构,受力特点是:外力作用在结构体的表面上,如:头盔,飞机的外壳,贝壳。

二、稳定结构的探析

1.结构与稳定性

1)结构的稳定性:是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

结构的稳定性是结构的重要性质之一。如果一个物体的结构不能有效地抵御常见外力的作用,那么该物体是很难承受负载而保持平衡的。

2)影响结构稳定性的主要因素:

重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。

1) 重心位置的高低:重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。

结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内,落在就是稳定的,没有就是不稳定的。

2) 结构的底座,结构与地面接触所形成的支撑面的大小。

支撑面越大越稳定,越小越不稳定。如:高塔的共同特点都是上端小而下端大。

3) 结构的形状:结构的形状不同,其稳定性也不同。

影响结构稳定性的因素是相互关联的,需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。

2.结构与强度:

结构的强度:是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。

影响结构强度的主要因素:结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等。

①结构的形状:三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定,所用材料最少。

②结构的材料与连接:结构构件的连接通常有两种:铰连接和 钢连接

3.结构与功能:结构的变化可能导致功能的变化。

三、简单结构的设计

结构设计应考虑的主要因素

结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使用者的基本需要。

结构设计应考虑的主要因素有:符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求, 安全因素, 公众和使用者的审美需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。

在结构设计中还有一些需要考虑的因素, 如材料、民俗文化、地域特点等。

四、经典结构的欣赏

赏析结构设计作品,可从技术与文化两个角度进行。

1)技术的角度主要有:结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性,工艺制造的精湛程度等。

2)文化的角度主要有:文化寓意与传达,公众认可的美学原则,反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等。

 

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