第1章结构和设计“技术与设计”（ii）

[知识点]

1。结构的含义

1。架构

对象的主框架和结构形式通常称为架构。

2。组件

结构的组成部分通常称为组件。

3。结构

它是指对象组成部分之间的协调和布置。确定的协调和安排决定了对象的性质和形式。

2。结构的功能和分类

1。结构功能

结构是承受力和抵抗变形，这是结构的本质。

2。结构分类

从力学结构和形态的角度来看，结构可以分为：

（1）固体结构

房屋的墙壁，水库的大坝，古城墙壁等都属于固体结构。它的特征是它可以承受更大的压力。这种类型的结构的特征是其几何形状很简单，通常分为杆（柱），板和身体。

（2）框架结构

教室的门和窗户通常用于木制框架，铁架，塑料框架和塑料钢框架。自行车车身是钢管桁架框架；传输塔是铁桁架框架等，所有这些都是框架结构。它们由梁，圆柱，杆，管等组成。

框架结构的特征是其几何形状相对复杂，可以承受垂直和水平载荷。框架结构相对方便地制造和保存材料，并且在实践中广泛使用。

（3）住房结构

由饮水杯，储水壶，铅笔盒，保存盒和钢板制成的装甲车，供日常使用。用于太空飞行的机舱，用于工业石油储存的球形大油箱，用于机油运输的圆柱形大型车辆的圆柱体，以及用于通道标记的浮子，都从结构和形式的角度属于壳结构。

壳结构的特征是外壳内部的空，合理的力和稳定的形状。

3。结构的压力

1。负载

（1）含义

作用在结构上的外力称为结构的负载。

（2）类别

①改变

永久性负载不会随着时间而变化

②生活

可变负载随情况而变化。像雪，

2。梁的力

载荷传输到梁，并对梁进行力变形，如图所示：

在图中，梁的上部受到压力，材料被挤出。下部受到张力的张力，并拉伸材料。防止梁过度弯曲的最简单方法是在梁下方增加支撑点。 [来源：学习。分配。网]

3。拱形结构

也就是说，弯曲的表面具有高中间和低边缘。负载压力作用在拱门上，然后圆形拱门将力传递到周围的支撑物。在较大的跨度下，建筑物主要使用拱形结构。这样的结构既有利于携带和美丽。

iv。结构的本质

1。力量

（1）内力

尽管外力变形了组件，但在组分内部分子之间产生了对变形的抗性。内力是一种用于抵抗外力和变形并恢复变形部分的力。

（2）压力

作用在单位区域的内力称为应力。结构允许的最大应力称为允许应力。应力可以通过以下公式表示：其中n是内力，s是组件的横截面区域。应力测量单位为N/MM2或N/CM2。

（3）力量

①含义

对象结构抵抗变形的能力。

②力量与压力之间的关系

使用压力来测量力量既科学又准确。结构的压力越小，强度就越大。

③影响结构强度的因素

：如果构图的形状略有变化，则强度将改变。

B材料：不同的材料具有承受不同应力限制的能力。相同的形状和不同的材料将具有不同的优势。

C材料连接方法：不同的连接方法，力传输方法和效果不同。

④结构组件的连接方法

铰链连接：连接的成员不能在连接时相对移动，但可以相对旋转。具体来说，有松动的螺栓，松动的铆钉等。

B整流连接：连接的组件无法在连接时相对于彼此移动或旋转。具体而言，有齿轮接头，粘合接头，焊接等。

2。稳定性

（1）稳定性和不稳定

这并不意味着国家绝对没有变化，而是在被打扰后，允许国家波动，但是当干扰消失时，它可以返回到原始的平衡状态。返回原始平衡状态是不稳定的。

（2）结构稳定性的含义

该结构具有阻碍倾覆或移动的特征，这是结构稳定性。

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第1章结构和设计“技术与设计”（ii）

（3）影响结构稳定性的因素

①结构形状

无论是否容易推翻物体，还是向下推下对象，其支撑基表面的形状及其基本区域的大小都有很大的关系。例如，字符“ A”的形状比字符“ V”的结构更稳定。

②重心的位置

重心位置的中心越低，结构越稳定。像一个不倒翁。

③受结构影响的运动和力。

（4）提高结构稳定性

①降低长度和薄比：长度和薄比是指结构的纵向长度与横截面的最大尺寸（例如圆形直径）的比例。例如，长度和较薄的比率越大，弯曲越容易；如果是杆，长度和薄比的越大，变形就越容易。

②使用三角形框架及其组合结构可以有效地提高结构的稳定性。例如自行车身体。

V.结构设计

1。设计注意事项的主要因素

力量，稳定性，成本，功能，人的个性化需求，寿命，安全，美丽等。

2。一般过程

（1）选择一个设计对象或项目。

（2）首先从功能的角度执行强度和稳定性分析，然后根据其他方面考虑设计计划和选择材料。

（3）受孕时，您应该首先绘制草图并与其他人员讨论。

（4）确定计划后，应绘制相对标准化的设计图纸，并应制作原型或模型。

6。欣赏和评估典型的结构设计

经典结构应从技术和文化的角度来看。

1。技术观点：结构使用功能的实现，结构的稳定性和耐用性，结构建模设计的创造力和表现力，物质使用的合理性，过程制造的精致性，等等。

2。文化观点：结构的文化含义和交流，公众认可的审美原理，时代，国家和习俗的特征反映了结构的人格特征，等等。

[示例分析]

1。每个设计都必须考虑结构问题。如果正确处理结构问题，不仅产品牢固，而且外观也很漂亮且易于使用。

（1）对象的主框架和结构形式，通常称为（）

一个。框架b。结构c。结构d。结构

（2）水库的大坝是（）

一个。固体结构b。框架结构

c。住房结构d。电缆结构

（3）在日常生活中，您看到的以下哪种结构不属于使用不稳定的结构来实现某些功能（）

一个。娱乐设施的的功能结构

b。房间门口散叶的功能结构

c。学校运动场的篮球框架结构

d。圆珠笔的尖端结构

（4）以下结构受自然事物结构的启发（）

一个。笔b。潜艇c。桌子d。黑板

（5）结构是指对象的组成部分

和。

答案：（1）C（2）A（3）C（4）B（5）匹配安排

2。壳结构是我们的共同结构之一，壳结构的对象与我们的生活密切相关。

（1）以下对象不属于壳结构是（）

一个。喝杯b。油箱c。红砖d。篮球

（2）自然界中有许多具有外壳结构的物体，例如：

（至少4种类型）

（3）壳结构的特征是

答案：（1）C（2）西瓜，鸡蛋，贝壳，龙卷风，椰子，鸭蛋等。（3）贝壳是空的，具有合理的压力和稳定的形状。

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[勘探互动]

1。多项选择问题

1。连续将同一质量的重物悬挂在竹杆上，尺寸相同的脆性塑料棒。比脆脆的塑料棒可以悬挂更多的重物并继续破裂。该实验证明它会影响结构的强度（）

一个。形状b。材料

c。组件之间的连接方法d。重心位置

2。在自行车家族中，有不同的模型具有不同的性能。例如配备辅助小型车轮，双束装载卡车，女子弯曲梁，带有两人座踏板的双人自行车等的儿童婴儿车，这些特殊功能是因为设计师已更改（），因此实现了这些特殊功能。

一个。汽车的重量b。汽车的材料

c。汽车的结构d。汽车的大小

3。哪个方面比没有钢筋的钢筋混凝土梁和水泥梁（）都要强

一个。弯曲阻力b。压缩性c。拉伸阻力d。剪切阻力

4。我们通常使用的A形梯子不直接使用铝合金片，而是使用矩形横截面铝合金成分，这表明影响梯子的结构强度的原因（）

一个。组件的材料b。组成的形状

c。重心的高度d。连接方法

5。在以下结构类型中，属于固体结构的结构类型是（）

一个。灯泡b。乒乓球

c。橡皮擦d。篮球

6。钻石具有令人难以置信的强度，因为它们的分子结构是四面体。每个四面体都有四个角，四个面和六个侧面。每个脸都是三角形，表明钻石的强度与（）有关

一个。结构的形状b。使用的材料

c。组件之间的连接方法d。稳定

7。家庭楼层风扇的底座通常变得更重，这是（）

一个。增加风扇的强度b。提高电风扇的稳定性

c。需要安装电线d。更美丽

8。在我们的日常生活和学习中，我们使用无数物体，例如：长凳。当我们设计此操作时，我们让组件使用无指甲连接的和连接。主要原因是前者的连接方法比后者更多（）（）

一个。强b。稳定的

c。稳定而实心d。以上都不是

9。在以下对象中，不属于壳结构的对象是（）

一个。鸡蛋b。储油罐

c。自行车d。便携式喝杯

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