课件20张PPT。必修2 技术与设计2第一单元 结构与设计-3-一、常见结构的认识
考点1 结构的概念
结构是指事物的各个组成部分之间的 和排列。?
考点2 结构的受力
(1)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。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 。?
(2)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。
(3)构件的基本受力形式有 、受压、受剪切、________ 和 。很多情况下,构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。例如,在钢筋混凝土结构中,梁、板是弯剪构件;柱、墙是压弯构件;雨篷梁是弯剪扭构件。?-4-一二三四有序搭配 构件 受拉受弯曲受扭转-5-一二三四方法总结:结构的受力分析,一要注意构件可能同时受到几种不同形式力的作用,二要注意不同力的特点:剪切力(两个距离很近,大小相等、方向相反的平行力);扭转力(两端承受方向相反均匀的力使它发生扭转形变);弯曲力是在受到其他力如拉力、压力时,使构件产生弯曲或有弯曲的趋势。剪切力距离很近,但不在同一条直线上。如果老虎钳在剪断铁丝时,上下刃口在同一条直线上,属于压力而非剪切力。-6-一二三四二、稳固结构的探析
考点1 影响结构稳定性的主要因素
影响结构稳定性的因素有多种,主要有 、
和 等。?
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。
如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内,就不会出现倾倒。重心位置支撑面的大小结构的形状-7-一二三四考点2 影响结构强度的主要因素
(1)应力:构件的单位横截面上所产生的内力。应力超过一定极限值时,结构就会遭到破坏。
(2)结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。这里“破坏”的含义与日常生活中的含义不完全一样。对于抗拉与抗压性能相同的材料,破坏是指在外力作用下,构件发生变形,外力去除后构件出现明显的不能恢复的变形,从而不能正常工作,即构件破坏。对于抗压性能远大于抗拉性能的材料,断裂即破坏。
(3)结构的强度与 、 、
等因素有密切的关系。?重心位置 使用的材料构件之间的连接方式-8-一二三四三、简单结构的设计
考点1 结构设计的主要因素
(1)在进行结构设计时,必须明确设计的目标和要求,抓住主要因素。
(2)无论哪类结构设计,都应在实现基本目标的同时,满足国家标准和设计规范,满足使用者的基本需要。
(3)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、强度和功能要求,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和一定的使用寿命等。不同的结构设计,应考虑的因素各有侧重。-9-一二三四考点2 简单的结构设计
结构设计对我们的日常生活、各种各样的生产活动都非常重要。
结构设计的过程(以简易相片架为例):
(1)根据问题确定具体的设计项目:设计一个简易相片架。
(2)明确设计目标及要求:能方便地取放相片,具有一定的稳定性和强度,具有装饰性以及符合一定尺寸(175 mm×125 mm×10 mm)。
(3)进行设计分析:相框、支架、相框与支架之间的连接的结构设计。
(4)形成初步设计方案:形成方案A、B、C等。
(5)模型或原型的制作:按照设计方案进行模型或原型的制作。
(6)检测、优化和改进设计:进行相应的技术试验并改进。
(7)评价:对不同的方案进行评价。-10-一二三四四、经典结构的欣赏
考点1 结构的实用性
优秀的结构设计不仅表现在结构的功能、形式上,也表现在功能与形式的统一上。许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来,形成了一些经典结构。
考点2 典型结构设计的欣赏与评价
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。如蛋形椅、盖里椅、赵州桥等。-11-【典例1】 (2018·11浙江选考)如图所示是一种压紧机构。在力F的作用下,推杆1通过连杆1、摆杆、连杆2推动推杆2,将物体压紧。下列受力形式分析中正确的是( )
A.连杆1受弯曲、摆杆受拉、推杆2受压与受弯曲
B.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压与受弯曲
C.连杆1受压、摆杆受拉、推杆2受压
D.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压-12-解析:在力F的作用下推杆1往左运动,带动连杆1往左运动,连杆1两端分别受到摆杆的斜向下的反作用力和推杆1斜向上作用力,故连杆1受压;摆杆两端分别受向左的作用力和当中受连杆2反作用力,故摆杆受弯曲;连杆2两端受的作用力作用在同一条线上面,连杆2主要受压;推杆2前端受连杆2斜向下的作用力,可分解为水平方向和竖直方向,前端受物体的水平反作用力,有变短和变弯的趋势,故受压和受弯曲。五种受力分析时以“极限”方式加以想象,分析构件在力的作用下的运动趋势来进行判断:变长为受拉,变短为受压,变弯就是受弯曲,构件的横截面有发生相对错动的趋势就是受剪切,构件有转动的趋势就是受扭转。
答案:B-13-【典例2】 (2018·4浙江选考)如图所示施工人员转动卷扬机,卷扬机通过钢丝绳向上拉电线杆。图示状态,电线杆一端被拉起,力F作用在手柄上,摇臂与电线杆主要受力和变形的形式是( )
A.摇臂受压、受弯,电线杆受弯
B.摇臂受弯、受扭转,电线杆受拉
C.摇臂受压、受扭转,电线杆受拉
D.摇臂受弯、受扭转,电线杆受弯-14-解析:力F作用于手柄,手柄对摇臂一端有向下的作用力,使得摇臂有受弯的趋势,摇臂在力的作用下会顺时方向转动,又有受扭转的趋势,所以摇臂受弯、受扭转;电线杆两端受力,分别是钢丝绳对它的拉力和地面对它的支撑力,同时存在自身的重力,电线杆受弯。
答案:D-15-【典例3】 下图是一款折叠式人字梯,连接片连接支撑脚和梯架。请分析人字梯的整体结构,回答以下问题:
(1)为了使支撑脚与梯架折叠方便,叉开后连接可靠,下面三个连接片中可行的是 。(选择一个,将序号填写在“ ”处)?-16-(2)加工连接片上的腰形槽,需要用到的设备和工具是 、 、 、 。(在下列设备和工具中选择四种,将序号填写在“ ”处)?
①车床;②钻头;③划针;④锉刀;⑤钻床;⑥板牙。
(3)若要检验该人字梯是否牢固,合理的试验方案是 。(在下列方案中选择一种,将序号填写在“ ”处)?
①在梯子最下面一层踏脚板上放置与成人相当的重物,观察梯子是否损坏;
②在梯子最上面一层踏脚板上放置与成人相当的重物,观察梯子是否损坏;
③同时在梯子各层踏脚板上放置与成人相当的重物,观察梯子是否损坏;
④在梯子最下面一层踏脚板上放置与成人相当的重物,然后将重物逐层向上移动,观察梯子是否损坏。-17-解析:(2)加工腰形槽需要钻孔,所以需要划针、钻头、钻床,钻孔后需要锉削,需要锉刀。(3)梯子在使用时,人是一个阶梯一个阶梯上去的,所以试验时,重物也应逐层上移,并观察梯子是否损坏。
答案:(1)② (2)② ③ ④ ⑤ (3)④-18-2131.如图是一种手动压力。在力F的作用下,手柄通过连杆1、摇杆、连杆2带动压杆向下运动,将工件压紧。连杆1、摇杆、连杆2的主要受力形式是( )
A.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受压
B.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受拉
C.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受拉
D.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受压 答案解析-19-2132.下图是一款谱架的结构,以下对该结构分析不正确的是( )
A.构件①受压,设计时可以采用抗压能力强的钢材材料
B.构件②受弯曲,设计时将该构件考虑的长点,使谱架结构更稳定
C.构件③受拉,设计时可以考虑绳子的材料
D.为了实现该谱架能够上下伸缩,构件①可以采用自调整螺丝进行固定 答案解析-20-3123.如图所示的装吊夹钳,在夹持重物上吊过程中,构件1、铆钉和构件2的受力形变情况分别是( )
A.受拉、受剪切、受弯曲
B.受弯曲、受剪切、受拉
C.受拉、受剪切、受拉
D.受弯曲、受弯曲、受拉 答案解析考点强化练8 结构与设计
1.如图所示为木工常用工具G字夹,其结构由钳身、丝杆和手柄组成,可用于将板材夹持固定于桌面,转动G字夹的手柄使丝杆上移并逐渐夹紧板材和桌面的过程中,丝杆的主要受力形式是( )
A.受压 受剪切
B.受压 受弯曲
C.受扭转 受拉
D.受扭转 受压
2.下图为一款防爆断线钳,小明拿它剪粗铁丝,在剪断粗铁丝的过程中,粗铁丝和手柄的主要受力形式是( )
A.粗铁丝受压、手柄受弯曲[来源:学,科,网Z,X,X,K]
B.粗铁丝受剪切、手柄受弯曲[来源:Zxxk.Com]
C.粗铁丝受压、手柄受压
D.粗铁丝受剪切、手柄受压
3.下图为一款高度可调、灯罩角度可调的台灯,利用平行四边形结构和高性能弹簧实现高度和角度的调节。下列选项对该产品的描述不正确的是( )
A.当台灯处于如图1所示位置时,杆1主要受压、杆2主要受弯曲
B.底座较重是为了防止使用时台灯翻倒
C.用于支撑的杆采用金属材料,以保证结构强度
D.如图2中甲处宜用元宝螺栓螺母连接,乙处宜用铆钉连接
4.如图所示的玻璃锅盖,能够直立在桌面上,下列能够提高该结构稳定性的措施是( )
A.增加锅盖手柄乙的宽度
B.缩短与桌面接触手柄乙的长度
C.把塑料手柄换成铝合金手柄
D.加长直立手柄甲的长度
5.图甲为一高度可调的家用熨衣架,利用支架卡在图乙所示的调节块凹槽的不同位置来实现熨衣架的高度调节,调节块固定在熨衣板的背面。为了改善熨衣架的结构性能,以下措施合理的是( )
A.为了提高熨衣架稳定性,采用更坚硬的材料做支架
B.为了提高熨衣架强度,将支架直接固定在熨衣板的背面
C.为了提高熨衣架稳定性,采用不锈钢板做熨衣板
D.为了提高熨衣架强度,采用直径稍大一点的金属管做支架
6.下图为一款台虎钳。丝杠装在活动钳身上,可以旋转,但不能轴向移动,并与安装在固定钳身内的丝杠螺母配合。当摇动手柄使丝杠旋转,就可以带动活动钳身相对于固定钳身做轴向移动,起到夹紧或松开工件的作用。在夹紧工件的过程中手柄和丝杠的主要受力形式是( )
A.手柄受压,丝杠受弯曲、受拉
B.手柄受弯曲,丝杠受扭转、受拉
C.手柄受拉,丝杠受扭转、受压[来源:Z_xx_k.Com]
D.手柄受弯曲,丝杠受剪切、受扭转
7.如图所示的垃圾桶,当用脚踩下打开时,各构件受力变形分析正确的是( )
A.连杆主要受压,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受压
B.连杆主要受拉,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受压
C.连杆主要受压,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受扭转
D.连杆主要受压,踏杆主要受压,弹簧主要受扭转
8.如图所示的椅子,为防止其翻倒,以下措施中合理的是 ( )
A.增加靠背的长度
B.提高坐垫的高度
C.增加底部椅脚的长度
D.采用强度更大的合金材料制作
[来源:Z+xx+k.Com]
参考答案[来源:学+科+网]
考点强化练8 结构与设计
1.D
2.A 本题考查的是结构的受力分析,粗铁丝受压、手柄受弯曲。
3.A 4.A 5.D
6.B 本题考查的是结构的受力分析,手柄受弯曲,丝杠受扭转、受拉。
7.A 8.C
