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1、1,技术与设计2,2,技术与设计,第一单元 结构与设计,第四单元 控制与设计,第三单元 系统与设计,第二单元 流程与设计,常见结构的认识,闭环控制系统的干扰与反馈,控制系统的设计与实施,控制系统的工作过程与方式,控制的手段与应用,系统的结构,系统的分析,系统的设计,经典结构的欣赏,生活和生产的流程,流程的设计,流程的优化,稳固结构的探析,简单结构的设计,3,第一单元 结构与设计,常见结构的认识,4,一、无处不在的结构,自然界中,蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109。28，锐角70。32完全相同，是最节省
2、材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。,蜂窝,5,雪 花,自然界中,雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止,6,苍耳子,自然界中,苍耳为一年生草本植物，其果实苍耳子呈纺锤彤或卵圆形，表面黄棕色或黄绿色，全体有钩刺，顶端有2枚较粗的刺，分离或相连，基部有果梗痕。质硬而韧，横切面中央有纵隔膜，2室，各有1枚瘦果。其常生长于平原、丘陵、低山、荒野路边、田边。,7,松鼠个头不大，整个身长大概也只有1826厘米，身体和四肢都是细长的，显得体态修长、轻盈灵巧。而拖在身后的大尾巴却又长又粗大，长度达到身长的三分之二以上
3、，尾巴上的毛也比身上的毛长许多，且浓密蓬松，又时常朝向背部反卷着，像一个参照物似的，衬托松鼠愈发娇小可爱。松鼠常年生活在树上，跳来跳去如履平地，如此活跃的松鼠为什么不会摔到树下呢？这有很大一部分要归功于它的大尾巴了。,自然界中,8,斗拱,各种各样的结构人类创造,厨房,9,桥,赵州桥,杭州湾跨海大桥,各种各样的结构人类创造,10,11,根据不同事物的结构，给“结构”归纳出一个总的表述： “结构是指事物各个组成部分之间的有序搭配和排列”。,12,结构内部是一种有序的搭配，实践证明只有那种合理的结构才能较长时间地存在。阅读P4魁北远大桥的坍塌,13,魁北克大桥,14,为什么要学习结构： 1、在人们对
4、系统进行研究时，进一步发现了结构和系统的功能有着紧密的关系。 在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见：,15,同样是水，有液态、气态、固态； 同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的 固体石墨存在； 用同样的制作材料，做出来的结构不同的小 凳，就会有不同的特性，有的稳定，有的就不 稳定。,16,同样的三根棍，首尾相连，就成了武术器械“三节棍”，如将三根棍的一端连在一起就变成了可用来照相和测量的“三角架”。,17,2、学习结构有助于人类制造出更多有用的产品（阅读P3案例）,苍耳子与尼龙搭扣 鸟与飞机 鹰眼与导弹跟踪系统,18,二、结构与力,从力学角度来说，结构是指可承受一定
5、力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。 形成结构的事物我们也理解为构件,1、基本概念,内力：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 。,应力：是构件的单位横截面上所产生的内力。,19,结构基本受力分析,20,弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力,21,剪切力：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,22,压力：挤压物体的力。,23,拉力：物体所承受的拉拽力。,24,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。,25,1.受拉 2.受压 3.受剪切 4.受扭转 5.弯曲,连线，把左右对应的项目连接起来：,
6、A.作用于物体，使它产生弯曲的力 B.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力 C.挤压物体的力 D.物体所承受的拉力 E.反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力,26,5种受力方式的简单记忆,27,探究：观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。,探究,一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动， 二是承载一些推杆的重量，减轻人力强度。,28,三、结构的类型,1、实体结构： 结构体本身是实心的结构,长城,石雕像,29,实体结构,锤 子,砧 板,特点：外力分布在整个体积中 如实心墙、大坝。 几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分
7、。,30,2、框架结构：由细长的构件组成的结构,埃 菲 尔 铁 塔,建筑桁架,31,书桌椅,书柜,框架结构,32,组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。 几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合,33,3、壳体结构： 结构体的部分或全部由外壳包围而成,34,35,壳形结构,中国国家大剧院,帐篷,36,壳形结构的受力特点,壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散到壳表面。,37,组合结构 在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实心结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（又叫球形空间桁架结构）。,38,课堂练习,秋千的吊索，主要承受 （ ） 力； 桥梁的桥墩，主要承受 （ ） 力； 连接齿轮和轴的键，主要承受 （ ） 力； 汽车方向盘的轴，主要承受 （ ） 力； 单杠的杠体（上面的横杠）在使用时，主要受 （ ） 力； 吊扇旋转，吊杆主要受 （ ） 力；,拉,压,剪切,扭转,弯曲,扭转和拉,39,作业： P3 1-13 P5 1-7,