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高考复习专题5


结构与设计

主题

考试内容

结 构 与 设 计

结构的含义 结构的分类 结构的受力 结构的强度 结构的稳定性 结构与功能
结构设计应考虑的主要因素 结构设计方案 结构模型或原型制作 结构设计案例的评价

考试 要求 I I I II II

I
I

II
II II

结构的含义

I

1、结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配
和排列。(广义)

结构的各个组成部分称为构件。
如自行车的车轮,它是由辐条、轮胎、车 圈、气门等构件组成的。 2、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。(力学)

结构的类型 实体结构 框架结构 壳体结构

I

1 实体结构
结构体是实心的。 受力情况:外力分布在 整个体积中。主要承受 压力。

举例:实心墙、柱子、 实心球。

2 框架结构

由细长的构件组成。 受力情况:支撑空间却不充满空 间。 可以承受压力和拉力等。

3 壳体结构

受力特点:外力作用在 结构体的表面上。特别 是当顶部受到压力时, 它能将力均匀扩散。

结构与力

I

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。

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。
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。 当结构中任一部分的应力达到材料的某种极限 值时, 结构就会遭到破坏。

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。 餐桌

建筑物的窗户

硬纸包装箱

参考答案:
建筑物的窗户
抵抗来自建筑物墙的正向和侧向 的压力、风的作用力,及其自身 的重力等 承受来自桌面物体的压力和它自 身的重力等

餐 桌

硬纸包装箱

承受箱内物体的重力、箱内物体 向外的挤压力以及自身的重力等

拔河!

拉力:物体所承受的拉拽力。

趁热打铁!

压力:挤压物体的力。

修理草坪!

两个距离很近,大小 相等,方向相反,且作用于同一物体 上的平行的力。

剪 切 力:

钓 鱼!

弯曲力:作用于物体,使它产生
弯曲的力

拧干衣服!

扭转力:反方向向物体两端均匀
施力,使物体发生扭转形变的力。

结构的稳定性

II

结构的稳定性(Stability)是 指结构在负载的作用下维持 其原有平衡状态的能力。

稳定性的主要影响因素
支撑面

稳定性

重心

形状

?运动状态下与静止状态下 物体的稳定条件有所不同 ?结构稳定的条件

结构的强度

II

结构的强度是指结构具有的抵抗 被外力破坏的能力。

结构强度与稳定性的区别 稳定性:指在外力的作用下不容易翻倒

强度:指在外力的作用下结构体本身遭到破坏

影响结构强度的主要因素
连接方式

强度

材料

形状

形状

钻 石 的 结 构

不同形状的横截面构件所能承受力的程度不同

材 料
木头

塑料

金属铁

连接方式
? 铰连接——被连接的构件在连接处不能相对移 动,但能相对转动。
? 刚连接——既不能相对移动,也不能相对转动。

请回答:在自行车各部件之间的连接中, 三角架属于



连接;

铰 连接; 辐条与钢圈之间属于 刚 连接。
刹车连杆之间属于

结构的材料

结构与功能

I

结构不仅是事物存在的一种形式,而且 对事物的功能和作用产生着直接影响, 结构的改变可能导致功能的变化。

结构设计应考虑的主要因素

I

结构设计方案

II

阅读必修II 26页简单结构设 计案例,理解结构设计的过程和各 个环节。

结构模型或原型制作 制作流程:
相框制作
连接

II

支架制作

结构设计案例的评价

II

?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。 ?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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