1、技术与设计技术与设计2 2简介简介第一章、第一章、结构结构与设计：与设计：1.认识结构认识结构 2.探究结构探究结构 3.结构设计结构设计 4.典型结构的欣赏典型结构的欣赏第二章、第二章、流程流程与设计：与设计：1.了解流程了解流程 2.流程的组成与描述流程的组成与描述 3.流程的设计流程的设计 4.流程的改进设计流程的改进设计第三章、第三章、系统系统与设计：与设计：1.认识系统认识系统 2.系统分析的基本方法系统分析的基本方法 3.系统的优化系统的优化 4.系统设计的基本方法系统设计的基本方法第四章、第四章、控制控制与设计：与设计：1.了解控制了解控制 2.控制系统的组成和描述控制系统的组成
2、和描述 3.简单控制系统的设计简单控制系统的设计 4.控制中的干扰控制中的干扰第一章第一章 结构与设计结构与设计第一节第一节 认识结构认识结构自然界中的结构自然界中的结构一、了解结构一、了解结构自然界中的结构自然界中的结构自然界中的结构自然界中的结构 飞檐飞檐5层，从层，从楼的纵向看各层楼的纵向看各层排檐与楼名直接排檐与楼名直接有关，形如黄鹤，有关，形如黄鹤，展翅欲飞。整座展翅欲飞。整座楼的雄浑之中又楼的雄浑之中又不失精巧，富于不失精巧，富于变化的韵味和美变化的韵味和美感。感。黄鹤楼黄鹤楼人工结构人工结构2、广义的结构：是指事物的各个组成部分之间的、广义的结构：是指事物的各个组成部分之间的有序
3、搭配有序搭配 和排列。和排列。我们研究的我们研究的结构结构：是指可承受一定：是指可承受一定应力应力的物体的物体形态形态，它可以它可以抵抗抵抗能引起形状和大小改变的能引起形状和大小改变的力力。3、应力：、应力：构件单位截面面积所受的内力构件单位截面面积所受的内力 二、结构二、结构单位截面（如：牛/每平方厘米）1、世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着、世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着事物存在的本质。事物存在的本质。碳的同分异构体：石墨、金刚石碳的同分异构体：石墨、金刚石5、构件：构件：任何结构都是由许多部件和零件所组任何结构都是由许多部件和零件所组 成的，在工程中称这些
4、成的，在工程中称这些部件或零件部件或零件。4、内力内力：当一个结构受到外力作用时：当一个结构受到外力作用时,内部各质点内部各质点 之间的相互作用会发生改变之间的相互作用会发生改变,产生一种产生一种抵抗的力抵抗的力。三、力三、力拉 力 压 力扭转力弯曲力剪切力在外力的作用下，结构会在外力的作用下，结构会发生几何形状的改变，在发生几何形状的改变，在工程上称之为形变。工程上称之为形变。1、不同种类的力（观察示意图，找出受力特点）剪切力剪切力弯曲力弯曲力扭曲力扭曲力压力压力拉力拉力力的名称力的名称两个力的两个力的方向方向相反（靠相反（靠的很近）的很近）相反（离相反（离的较远）的较远）向不同方向不同方向
5、旋转向旋转向内向内向外向外观察图片观察图片543212、马上行动：判断受力情况、马上行动：判断受力情况1、秋千的吊索，主要承受 ；2、桥梁的桥墩，主要承受 ；3、连接齿轮和轴的键，主要承受 ；4、汽车方向盘的轴，主要承受 ；5、单杠的杠体（上面的横杠），主要受 ；6、吊扇旋转，吊杆主要受 和 ；拉力拉力压力压力 剪切力剪切力 扭曲力扭曲力 弯曲力弯曲力拉力拉力 扭曲力扭曲力.3 3、结构的分类、结构的分类压力、拉力、弯压力、拉力、弯曲力曲力顶部受压力，均顶部受压力，均匀扩散到下部匀扩散到下部压力等压力等通过壳形来传递通过壳形来传递和承受荷载和承受荷载条状物连接来承条状物连接来承受荷载受荷载利用
6、自身承受荷利用自身承受荷载载壳型结构壳型结构框架结构框架结构实体结构实体结构承受的力承受的力结构特点结构特点 特点特点结构分类结构分类4 4、案例分析：、案例分析：A、实体结构、实体结构 B、框架结构、框架结构 C、壳形结构、壳形结构椅子、窗户、铅球、头盔、长城、塔吊、蜂巢、椅子、窗户、铅球、头盔、长城、塔吊、蜂巢、楼房支柱、排水管道、电视机外壳楼房支柱、排水管道、电视机外壳（A）（C）（B）（B）（B）（A）（C）（A）（B）（B）一、结构与稳定性1、结构的稳定性：结构在、结构的稳定性：结构在负载负载的作用下的作用下维持维持其其原有原有平衡平衡状态状态的能力的能力。第二节：探究结构第二节：探
7、究结构重心越低重心越低,稳定性越好。稳定性越好。重力的作用线落在结构的支撑面积范围重力的作用线落在结构的支撑面积范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。内，就是稳定的，不会出现倾倒。（1 1）重心位置影响结构的稳定性）重心位置影响结构的稳定性2、影响结构稳定性的因素、影响结构稳定性的因素支撑面越大越稳定。支撑面越大越稳定。支撑面积相等，支撑面的形状不同支撑面积相等，支撑面的形状不同（4）结构的连接几何形状ABC(二二)强度与材料强度与材料 1、截面积相同，材料不同。、截面积相同，材料不同。比如：相同粗细的铁棍与木棍比如：相同粗细的铁棍与木棍钢筋混凝土梁的受力分析钢筋混凝土梁的受力分析 P16钢筋承受
8、拉力钢筋承受拉力2、相同的材料，不同的形状、相同的材料，不同的形状A、同种材料，横截面面积相同，形状不同，所承受、同种材料，横截面面积相同，形状不同，所承受力的强度是不一样的。（力的强度是不一样的。（P19）B、强度由强到弱的顺序排列：、强度由强到弱的顺序排列：P19榫接、螺栓连接、胶粘、榫接、螺栓连接、胶粘、绳接、焊接、铆接等绳接、焊接、铆接等构件的节点1、铰结点铰结点：连接处不能相对移动，连接处不能相对移动，但可以转动。但可以转动。2、刚结点刚结点：连接处即不能移动，连接处即不能移动，也不能转动。也不能转动。小结小结一、结构的稳定性一、结构的稳定性影响因素：重心位置、支撑面积、结构的形状。
9、影响因素：重心位置、支撑面积、结构的形状。二、结构的强度二、结构的强度影响因素：结构的形状、结构的材料、连接方式。影响因素：结构的形状、结构的材料、连接方式。三、结构的连接三、结构的连接 榫接、螺栓连接、胶粘、绳接、焊接、铆接榫接、螺栓连接、胶粘、绳接、焊接、铆接一、结构设计的考虑的因素：一、结构设计的考虑的因素：1.受力情况、稳定性、强度、连接方式、受力情况、稳定性、强度、连接方式、材料选择等。材料选择等。2.还有从功能、实用、安全、经济、美还有从功能、实用、安全、经济、美观和人性化等角度综合考虑观和人性化等角度综合考虑3.能对结构设计进行基本的描述（图纸能对结构设计进行基本的描述（图纸等）。等）。世界最大世界最大斜拉桥斜拉桥苏通长江公路大桥苏通长江公路大桥美国旧金山金门大桥最著名的美国旧金山金门大桥最著名的悬索桥悬索桥英国伦敦英国伦敦塔桥塔桥(Tower Bridge)(Tower Bridge)大连大连星海广场马栏河桥星海广场马栏河桥小结：结构设计应考虑的主要因素有：小结：结构设计应考虑的主要因素有：稳定性；稳定性；强度；强度；成本；成本；使用寿命；使用寿命；美观；美观；安全因素；安全因素；功能；功能；经济因素等经济因素等
