三 简单结构的设计 课件（45张幻灯片）

三、简单结构的设计
芜湖市通用技术市级公开课
陀螺仪
现代的飞机、导弹和轮船不论怎样急速在空中或海上运动，都能辨认方向，这是由于安装了陀螺仪的缘故
在欧洲，达·芬奇最先提出陀螺仪理论设想，较我国晚了1000多年
陀螺仪技术在现代航海航空中发挥了巨大作用
航船的罗盘就是悬挂在万象支架上,无论有多大风浪，船体怎样摆动，也无论在怎样复杂的气流中，飞机如何颠簸，罗盘始终保持水平状态，确保正常工作
被中香炉
西汉的能工巧匠丁缓设计制作的被中香炉，采用内外双环结构，悬香盂的内持平环悬挂在外持平环上，两环的轴孔正好垂直，轴心线的夹角为90度
内持平环能避免香盂前后方向倾斜；外持平环则能防止香炉左右倾斜。炉体由于重力作用，不论球壳如何滚转，炉口总是保持水平状态
所以无论放在被中还是拢与袖口，都不会烧到布料,连护灰也丝毫不会撒出来，就可以放心的熏香与取暖
这种内外双环的正交结构正是万象支架的始祖
被中香炉与陀螺仪
宁安高铁
宁安高铁的建设与运营，给芜湖带来极大的出行方便，带动了芜湖经济的极大发展，让芜湖快速融入东部，承担起中部崛起的重任
宁安高铁开工
八个车站“一站一景”
宁安高铁全长258公里，共10个车站
除了江苏南京，安徽境内的皖江五市也各有特色，宁安高铁也为沿江市民构成了一条“颜值”相当高的旅游路线，而8个高铁站建筑也都融入徽派和戏曲等文化，体现出“一站一景”的特色
八个高铁站“一站一景”
安庆站：“甩袖”造型，袖舞灵动，展现水袖舒展、优美的姿态;展现黄梅戏之韵
　　主要景点：天柱山 迎江寺 明堂山
池州站：与中国四大佛教名山之一的九华山近在咫尺。车站设计独具特色，展现江南建筑秀美，形体简洁有力
　　主要景点：九华山 秋浦河 蓬莱仙洞　　
铜陵站：铜陵站以青铜器之代表“鼎”为设计意向展开，舒展大气，古朴厚重
　　主要景点：天井湖 金牛洞古采矿遗址 凤凰山　　
繁昌西站：在色彩上，沿袭徽派建筑的黑白灰三色，和当地建筑的历史相统一
　　主要景点：马仁奇峰 西周遗址商周时代遗址　　
弋江站：采用扬帆起航的造型，表达弋江水文化属性，象征弋江人民的发展扬帆远航
　　主要景点：珩琅山 丫山临江桥　　
芜湖站：站房呈“工”字形，形成具有徽州意向的画框，隐喻着皖中的兴起
　　主要景点：芜湖方特 赭山 镜湖 天门山　　
当涂东站：凝结着太白文化元素，流动的造型透露着诗歌浪漫飘逸的气质
　　主要景点：李白墓园 谢公祠　　
马鞍山东站：形状似“跃动的马鞍”，站房外墙采用玻璃与精致绝佳的钢构完美结合，体现出浓浓的“钢城韵味”
　　主要景点：采石矶风景名胜区 濮塘风景区
南京南站
江宁西站
宁安高铁十大站点沿途景点 乘宁安高铁赏美景品美食
马鞍山东站
芜湖站
弋江站
繁昌西站
铜陵站
池州站
安庆站
高铁电气化线路建设
线路平推测试
即将建成的高铁站台
发现和明确问题
制定设计方案
收集信息
设计分析
方案构思
方案呈现
方案筛选
测试、评估及优化
产品的使用和维护
制作模型和原型
回顾设计的一般过程
结构普遍存在
任何物体都有结构，而被中香炉巧妙结构设计让后人惊叹
如果仔细观察日常生活，就会发现人们每天都在与各种各样的结构打交道
宁安高铁有路线结构设计，如途径地点、站点设置，具体到铁路建设与站点建设，又有各自不同的结构设计要求
写文章讲究承启转合的结构安排，中医处方遵循“君臣佐使”的药物配伍结构
简单结构设计
认识结构，分析影响结构的稳定性和强度的主要因素，将使我们理性地观察和对待世间奇妙的结构现象，并学会进行简单的结构设计
那么在通常的技术设计中，对结构设计要注意哪些问题呢？
任务 1：阅读教材
对照下列提纲，请大家阅读课文P24-P25

1、结构设计的目标与要求（P24第3段）
结构为功能服务，是最基本目标与要求。这也是设计的目标与要求，是设计的首要问题与主要问题；满足设计规范；满足用户需求
2、结构设计应考虑的主要因素（P25第1段）
稳定性与强度要求；安全因素；公众与用户的审美需求；用户的个性化需要；成本；寿命。
3、工程结构设计的要求（P25第2段）
安全性、适用性、耐久性；稳定性与强度；在规定条件下和规定使用期限内的功能性；经济性（用料省、成本低）
4、结构设计中安全性至关重要（P25第3段）
不同结构设计，考虑的因素各有侧重，但是安全性至关重要
结构设计的目标与要求
结构为功能服务，是最基本目标与要求。这也是设计的目标与要求，是设计的首要问题与主要问题
满足设计规范
满足用户需求
应考虑的主要因素
稳定性与强度要求
安全因素
公众与用户的审美需求
用户的个性化需要
成本
寿命
工程结构设计要求
安全性、适用性、耐久性
稳定性与强度
在规定条件下和规定使用期限内的功能性
经济性（用料省、成本低）
安全性至关重要
不同结构设计，考虑的因素各有侧重
但是安全性至关重要
结构设计
任务 2：创意笔筒
笔筒侧壁与内隔板设计
笔筒底面拼板设计
激光切割机加工
激光切割机加工
创意笔筒
芜湖市第32届青少年科技创新大赛
2017年2月25日
创意笔筒
此设计制作满足了功能、稳定性、强度、低成本、易制作、可批量生产、耐用性与个性化等要求
设计无止境
设计一个结构，需要在功能与结构、材料、形状、连接方式之间寻找最优方案
存在就是合理的，但是最优的才是最好的
六棱柱形笔筒
卡片制作的笔筒
手工折纸制作的笔筒
任务 3：折纸笔筒
折纸又称“工艺折纸”，是一种以纸张折成各种不同形状的艺术活动
“十指连心”，折纸培养动手能力，使大脑得到开发和锻炼，促进其他知识的学习
折纸需要耐心和一定的空间感
折纸充满探索与发现，也会遇到很多困难和挑战
制作彩色六边形笔筒
折纸
纸艺学会会长陈超颖说， “折纸能锻炼人的综合协调能力，包括手、眼和大脑。比如学习折纸需要用眼睛看折叠的过程，并在看的同时思考，记住过程；在折的时候，要亲自动手，其间遇到问题，还要仔细去想刚才别人是怎么叠的。这样就可以帮助开动脑筋、活跃思维，从而达到手、眼、脑三位一体的综合协调。”
折纸
折纸能增进人们的感情，加深彼此间的了解，使人和谐相处
“折纸是一个集体活动，因为需要向别人学习，在学习的过程中，大家交流经验心得，感情自然会加深。还可以送一些纸艺作品给别人，这样不仅锻炼了技巧，还增进了友谊，可谓一举两得。”
小结
结构设计的目标与要求


结构设计应考虑的主要因素


工程结构设计的要求

结构设计中安全性至关重要
结构为功能服务，是设计的最基本目标与要求，是设计的首要问题与主要问题；满足设计规范；满足用户需求
稳定性与强度要求；安全因素；公众与用户的审美需求；用户的个性化需要；成本；寿命
安全性、适用性、耐久性；稳定性与强度；在规定条件下和规定使用期限内的功能性；经济性（用料省、成本低）
不同结构设计，考虑的因素各有侧重，但是安全性至关重要
相框设计
设计制作一款相框，考虑材料、安全性、稳定性、强度、造型、构件的连接方式、成本等因素，以及相框的颜色、造型、摆放方式、大小等与房间的协调性
作业
雄安新区
雄安新区（Xiongan New Area）位属中国河北省，地处北京、天津、保定腹地，规划范围涵盖河北省雄县、容城、安新等3个小县及周边部分区域
2017年4月1日 ，中共中央、国务院决定在此设立的国家级新区。这是以习近平同志为核心的党中央审时度势作出的一项重大的历史性战略选择，是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，是千年大计、国家大事