课件34张PPT。 结构的稳定性地质出版社 通用技术 技术与设计2 第三节 结构的强度与稳定性思考:为什么要探究结构的稳定性呢? 物体受到外力作用,原有的平衡状态被打破,出现的现象,称为不稳定。研究结构稳定性的目的之一:
为了在技术领域中,根据实际情况,设计出最合理的结构,满足使用者的需求,并符合安全性原则。稳定性的概念稳定不是状态绝对不变,而是指受干扰后,允许状态有所变动,但当干扰消失后,能重新返回到原平衡状态,称为稳定。不能回到原有平衡状态,称为不稳定。稳定性的概念结构的稳定性(Stability)(书本29页)
结构具有阻碍翻倒或移动的特性,就是结构的稳定性
即:结构在荷载的作用下
维持其原有平衡状态的能力。结构抵抗失稳的能力
影响结构稳定的因素有哪些呢?试验1 简易组态试验试验2 桌子的稳定性试验试验3 两瓶水稳定性比较试验4 比萨斜塔“斜而不倒”试验1 简易组态试验1.将三根木条用钉子钉成一个三角形木架,然后扭动它,它的形状会改变吗?2.将四根木条用钉子钉成一个四边形木架,然后扭动它,它的形状会改变吗?3.在四边形木架上再钉一根木条,将它的一对顶点连接起来,然后扭动它,它的形状会改变吗?影响结构稳定性的因素-几何形状结论1:
结构的稳定性与结构的几何形状有关。
★在平面几何中,三角形是最稳定的结构
想一想:生活中哪些设计是运用了三角形的稳定性,请举例?某大厦的建筑主体有一个由六条钢管连接而成的钢架ABCDEF(如图所示)。为使这一钢架稳固,请作为设计师的同学们,采用三条钢管连接使它不变形。活动探究前后四人为一组
第一步:画出设计图
第二步:拼出六边形
第三步:增加三根钢管活动探究所以作为一名设计师,在设计过程中,一定要认真、严谨,反复验证,保证设计的安全与质量。利用三角形框架及其组合结构,可以有效地增加结构的稳定性。
活动探究试验2 桌子的稳定性试验第一步:分别搭建桌子A B C,比较三者稳定性;
第二步:观察并分析A-B-C桌子的变化;ABC影响结构稳定性的因素-支撑面大小体验:
第一步:五指分开,托举通用技术书,保持稳定
第二步:五指慢慢合拢,观察书本稳定情况
影响结构稳定性的因素-支撑面大小结论2:
结构的稳定性与结构和地面接触所形成的
支撑面的大小有关。
注意:
支撑面≠接触面。
接触面:是物体与地面接触形成的面。
支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。影响结构稳定性的因素-支撑面大小结论2:
结构的稳定性与结构和地面接触所形成的
支撑面的大小有关。
注意:
支撑面≠接触面。
接触面:是物体与地面接触形成的面。
支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。想一想:生活有哪些例子是利用增大支撑面来保证稳定性?巧妙地增加结构的稳定性试验3:两瓶水稳定性比较分别有2只矿泉水,A瓶为空,B瓶为半瓶,哪一瓶水的稳定性最好?
AB满瓶水半瓶水影响结构稳定性的因素-重心的高低结论3:
重心的高低影响结构的稳定性。
重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。 想一想:生活中有哪些例子是利用重心位置来调整稳定性?巧妙地增加结构的稳定性想一想通过改变什么可以使不倒翁倒地?拓展训练 不倒翁的重心很低,就在它与地面的接触点上,所以不倒,如果往它的脖子挂上铁环,它的重心位置升高了,当铁环达到一定数量时,不倒翁就不再是不倒翁了。试验4 比萨斜塔“斜而不倒”认真观看试验,思考为什么比萨斜塔“斜而不倒”?
影响结构稳定性的因素结论4:
对于一个结构而言,如果重心所在的垂线落在结构支撑面范围内,就是稳定的。
超载:超重、超长、超高,都容易导致重心偏移,使汽车重心偏移出轮胎组成的支撑面,从而造成汽车的不稳定,产生翻倒。超载:超重、超长、超高,都容易导致重心偏移,使汽车重心偏移出轮胎组成的支撑面,从而造成汽车的不稳定,产生翻倒。● 调整结构的形状:支撑面越大越稳定
● 调节重心的位置:重心越低越稳定
重心的垂线落在结构支撑面范围内
● 减小长细比
长细比,指的是结构的纵向长度与横向截面的最大尺寸之比。
● 利用三角形框架及其组合结构
影响结构稳定性的各个因素是相互关联的,对于具体结构的稳定性的分析要综合考虑各种因素。
巧妙增加结构的稳定性的方法想一想:在某些特定情况下,不稳定结构也可以被应用到我们的生产或生活中。请同学们举几个实例?巧妙地应用结构的不稳定性小结结构的稳定性与什么因素有关?稳定性支撑面积几何形状重心位置 支撑面积越大,稳定性越好。 结构的整体几何结构必须科学合理,三角形最稳定 重心越低,其稳定性越好重心所在的垂线落在结构支撑面范围内 1.房子、桥梁的衍架大多数是由多个三角形构成的。这是运用了三角形的什么原理 ( )
A.三角形简单 B.三角形美观
C.三角形用料少 D.三角形稳定
2.某省高考题: 结构的形状会影响其强度和稳定性。下列水库坝体结构抵抗水作用最强的是( )
DC作 业不借助任何外力支撑,生鸡蛋能立起来么?【注意:不可打碎鸡蛋】知识拓展不借助任何外力支撑,生鸡蛋能立起来么?知识拓展 每个物体都有一个重心。把一个物体安放在地面上,它跟地面接触的面叫做底面。从物体的重心向地面引一条垂线,如果穿过底面,它就不会倒。
而我们把鸡蛋在桌面上扶直了,要是它那两个顶端的连接线恰好跟桌面垂直,它的重心又恰好静止在这条连接线上,就可以尽管放手,鸡蛋一定竖直不倒。
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