資源簡介

(共17張PPT)
第一單元 結構與設計
一 考試內容與要求
二 具體內容復習與討論
三 分析評價題、應用題示例
技術與設計2
1 結構的含義 Ⅰ
2 結構的類型 Ⅰ
3 結構的受力 Ⅰ
4 結構的強度 Ⅱ
5 結構的穩定性 Ⅱ
6 結構與功能 Ⅰ
7 結構設計應考慮的主要因素 Ⅰ
8 結構設計方案 Ⅱ
9 結構模型或原型制作 Ⅱ
10 結構設計案例的評價 Ⅱ
1 結構的含義(Ⅰ)
從廣義上講，結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。包括技術領域（鉛筆、剪刀、服裝、汽車、樓房、橋梁等一切產品都具有特定的結構）和社會領域（一個政黨、一個班集體、一首歌、一句話、一種學習方法等也具有其特定的結構）。
從力學角度來說, 結構是指可承受一定力的架構形態, 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。每個物體都有它的特定的架構形態，這種架構形態體現著它的結構。
一個復雜的結構由許多不同的部分組成，結構的各個組成部分通常稱為構件。
2 結構的類型(Ⅰ)
根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構和殼體結構三種基本類型。
實體結構：結構體本身是實心的。它的受力特點是外力分布在整個體積中。如實心墻、大壩。
框架結構：結構體由細長的構件組成的結構。受力特點是支撐空間而不充滿空間。如鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架。
殼體結構：通常是指層狀的結構。受力特點是外力作用在結構體的表面上。如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼。
3 結構的受力(Ⅰ)
當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力 , 稱為內力。
受力構件的單位橫截面上所產生的內力稱為應力。用公式表示應力為
當應力達到某一極限值時, 結構就會遭到破壞。
F是內力，Ｓ是受力面積，σ是應力。
F
S
σ＝
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
拉 力 物體所承受的拉拽力
壓 力 擠壓物體的力
剪切力 兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行力 。
扭轉力 反方向向物體兩端均勻施力 ，使物體發生扭轉形變的力
彎曲力 作用于物體 ，使它產生彎曲的力。
4 結構的強度(Ⅱ)
（1）結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
（2）影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等。
結構形狀：各種形狀的橫截面構件，所承受力的程度是不一樣的。三角形是框架結構最基本的形狀之一，結實、穩定、材料最少。在四邊形、六邊形構件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構件的牢固程度。
結構的材料：不同材料構成的結構，其強度各不相同。有抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同結構不同要求中，選擇不同特性的材料。
結構構件的連接
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但能相對轉動。
剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接（黏接）、焊接等。
例：會考第22
題—提高凳腳強度
5 結構的穩定性(Ⅱ)
（1）結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。它是結構的重要性質之一。
（2）影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小、結構的形狀等。
分析題1：小明發現家里的掛衣架在掛了較多的衣服后，其構件之間會發生松動，并且整個掛衣架有傾倒的趨勢。請問，如何提高掛衣架結構的穩定性和強度。
穩定性：降低重心位置——加重底座的重量，增大接觸面積——加大底座與地面形成的支撐面積。
強度：構件間采用剛連接方式，加強固定。采用輕質合金制作掛衣架。
分析題2：觀察分體式空調器壓縮機在戶外墻上的固定，它是通過什么方法加強牢固程度的？能否只用壁掛式方法固定，為什么？
分體式空調器在戶外的固定一般采用鐵架支撐的方式，鐵架由三角形構成，并通過膨脹螺釘固定在墻上，空調主機用螺栓連接固定在墻上。由于空調器主機自身的重力比較大，若像室內的掛機那樣，打入墻體內的膨脹螺釘的強度勢必不足以承受空調主機的壓力而出現斷裂。
分析題3：自行車、電動車停放的時候，有單腳支撐和雙腳支撐的選擇，請你分別對這兩種結構的穩定性進行分析，并給出可能使自行車出現倒地的情況（要求圖文結合回答問題）。
提示：（1）單腳支撐自行車如何保持穩定？
（2）雙腳支撐直行車如何保持穩定？
（3）單腳、雙腳自行車可能倒地的情況：單腳支撐架的結構中，如果出現支撐腳太長或者太短，或者自行車停放于非水平位置以至于自行車的重心落在三角形外面，或者靠近三角形的邊沿都會導致。
雙腳自行車倒地的情況在于強大的外力推動作用或者自行車停放在非水平位置從而導致重心偏離三角形的內部。
6 結構與功能(Ⅰ)
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的變化可能導致功能的變化。
7 結構設計應考慮的主要因素(Ⅰ)
結構設計
強度
穩定性
功能
成本
美觀
安全
壽命
人的個性需要
其它
8 結構設計方案(Ⅱ)
理解結構與功能的關系，在考慮結構設計的主要因素的基礎上，能對一個簡單的對象進行結構設計，繪出簡單的設計圖紙。
（1）結構的設計一般有以下步驟
①設計項目；
②設計要求：達到什么樣的功能，具有一定的穩定性和強度，裝飾性，尺寸要求等；
③設計分析：分析結構的組成部分、連接方式等；
④設計準備：所用材料、工具等；
⑤設計方案：可形成幾種方案。
（2）幾種典型案例
①簡易相片架的設計。
②壁掛式簡易衣帽架原型設計與制作。
③秋千模型結構設計。
應用題1
晾衣架的組成如右圖所示，當衣物對稱掛在衣服的曲臂上時，那么，
（1）其上的掛鉤、曲臂和撐桿的受力形式分別是什么？
（2）現有塑料繩、脆性塑料、細竹竿和硬木條，哪些材料適合作晾衣架的撐桿？并請從撐桿的受力角度分析說明理由。
（3）考慮強度、穩定性請你設計涼衣架，畫出草圖，并寫出制作涼衣架的工具和材料。
應用題2：書桌設計課題
①你用的書桌由哪幾部分構成，各部分屬于何種結構類型？
②畫出你用的書桌的結構示意圖，并對桌面、桌腳進行受力分析？
③你用的書桌是用什么材料做的？構件之間是以什么方式連接的？
④從造型和穩定性方面，分析你用的書桌的結構特點。
⑤理想的書桌應該是什么樣子？請你畫出它的設計草圖或效果圖。
9 結構模型或原型制作(Ⅱ)
具體參照《技術與設計1》第2單元第15條
10 結構設計案例的評價(Ⅱ)
結構設計可以從技術與文化兩個角度進行評價：
（1）技術角度主要有：結構的使用功能的實現；結構的穩固耐用；結構造型設計的創意和表現力；材料使用的合理性；工藝制造的精湛程度等。
（2）文化角度主要有：結構的文化寓意與傳達；公眾認可的美學原則；反映的時代、民族、習俗方面的特征；結構的個性特征等。
典型案例：飛檐、蛋形椅，具體評價見書本P031~033
分析評價題
這款音樂座椅是一個內置多個揚聲器的半封閉式音響系統，里面的衛星音箱以精確的角度嵌入座椅的四周，并且能夠通過雙向聲學阻隔技術將聽音者與附近的其他人有效地隔開。躺在里面邊聽音樂邊看書，是一種美妙的享受。請你從功能、結構設計和審美等角度對該椅子進行簡單分析。
應用試驗題：學校準備在公共場所放置一種可移動式的垃圾箱，如圖所示。（1）請你設計一個測試垃圾箱結構穩定性的技術試驗方案。（2）你認為該垃圾箱在穩定性方面有什么問題？列出兩種解決辦法。
（1）技術試驗方案：
試驗名稱：垃圾箱結構穩定性測試
試驗目的：測試垃圾箱結構穩定性
試驗準備：具有一定質量的鉤碼若干個、待測試垃圾箱－個
試驗過程（步驟）：……
（2）問題：容易翻倒。
解決方法一：加固底座（加重底座），使重心降低。
解決方法二：底座做的大一些，增大支持面積。
應用設計題：請為自己設計一個多功能筆筒，要求設計新穎、制作簡易（用木料制作）、結構合理，有個性特點。
(1)請你列出可行性的具體的設計要求（寫出四條）。
(2)請對該設計進行設計分析，列出設計應主要考慮的因素（寫出四點）。
(3)構思方案，用草圖及必要的文字說明你的方案。
設計要求從以下幾個方面來寫：
（1）功能要求:基本功能、附加功能角度
（2）結構要求：……
（3）技術指標：木料材質表面處理工藝等
（4）外觀要求：美觀，具有一定的裝飾效果
（5）材料要求：以木質為主
（6）耐用性：結構穩固，經久耐用
（7）體積要求：體積小（體積適中）
（8）成本要求：××人民幣以內
設計三要素 分析 考慮的因素
人（高中生） 安全意識弱 筆筒表面不會對人造成傷害
處于成長發育期 心理上追求個性、時尚前衛
物（筆筒） 功能 基本功能、可附加功能
材料 木質材料
造型 形狀、色彩、質地等方面
環境 適應性 體積小巧、底座穩定等
環境保護 無毒無污染、可持續利用等

展開更多......

收起↑