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第三节 结构的强度与稳定性
教学目标
理解应力和强度的概念，了解应力和强度的关系
掌握影响结构强度的因素
理解稳定和结构稳定性的概念，掌握影响结构稳定性的因素
重难点：
影响结构稳定性和强度的因素判断结构的稳定性，分析结构的强度
通过技术试验，感知力学结构对设计的基本要求及物态变化
教学过程：
教学 过程 教学活动 学生 反映
新课导入 我们经常听到过这样的对话：“我的椅子比你的结实。” “我的桌子坏了一条腿，不稳了。” 这里的结实和稳，都是对某物体结构的某方面性能的一种形容、一种描述、一种评价。 下面我们通过实验的方法来进行。 技术试验的总体要求： （1）试验前，要提前做好准备，包括器材准备、试验场地准备及参试人员分组准备。 （2）试验分组进行，组内人员分工明确。 （3）认真做好交流、讨论。 （4）认真写好试验报告。 （5）做好安全防范。
试验一 简易拉伸试验 试验项目：纸绳拉伸试验 试验内容：抗拉伸研究 试验器材：自制纸绳多根，砝码1套（或弹簧秤1个） 试验步骤：将纸绳一端固定悬挂，另一端用于加砝码，观察并记录纸绳变形与受力情况，直到将纸绳拉断。 取两根纸绳并放在一起，重复步骤以上步骤。 逐渐增加纸绳数量，重复以上步骤，直到无法拉断多股的纸绳为止。 整理试验记录，小组讨论，提出此次试验的几点结论性看法。 撰写试验报告。 按班级人数及试验器材准备情况，合理分组、分配任务，达到人人参与、人人动手。
纸绳数(根)受力情况（g）数据与现象备注
试验报告的内容与要求： 1.试验报告的基本内容：试验项目或题目；试验的内容；步骤与记录整理；试验的讨论与结论；试验与参与人、时间和报告人。 2.试验报告的基本要求 认真观察，及时记录。重在写好结论与讨论。 结论要客观，而讨论要强调自主性。
试验二 简易弯曲试验 试验项目：板条弯曲试验 试验内容：抗弯曲研究 试验器材：宽木板条1条200mmX80mmX3mm；窄木板条3条，参考尺寸：200mmX15mmX3mm；小木块2块；快干胶水；小铁钉若干。 试验步骤： 1.取宽木板条，将其两端用小木块支撑起来，在木板条的中央向下施加压力，观察并体验木板条变形的情况。 2.取一条窄木板条，用胶水和小铁钉将其紧固于宽木坂条的中央，重复以上步骤。逐渐叠加窄木板条，重复以上步骤。整理试验记录，得出结论，撰写试验报告。
试验三 简易组态试验 试验项目：杆件框架组态试验 试验内容：框架结构稳定性研究 试验器材：相同材质的杆件5根（雪糕棒），每根杆件的两端备有可穿过螺栓的孔；螺栓、螺母4套。 试验步骤： 1.取3根杆件，用螺栓将他们连接成一个三角形，并用螺栓固定。在任一结点上施加外力F，观察并体验框架的受力与变形情况（a）。 2.重取4根杆件，组成一个四边形框架，在四边形框架的某一结点上施加外力F，观察并体验受力与变形情况。 3.在四边形框架的基础上，另取一根杆件加入，改组成有一条公共边的双三角形框架（b）所示。在双三角形框架的某一结点上施加外力F，观察并体验框架的受力与变形情况。
技术试验过程的评价 最重要的就是试验数据处理、分析方法和综合评价方法。
二 应力、强度 内力：构件在外力作用下发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力。 应力：作用在单位面积上的内力。N/m2
强度：物体结构抵抗破坏的能力。
三 影响结构强度的因素 形状：构成的形状略有改变，强度就会改变 材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力 连接方式 连接方式常见技术 与方法作用、特点个例一体式焊接、胶接、粘接、捆绑、榫卯连接固连，不需要再拆卸，利于增加强度与稳定性榫卯连接挤压式螺栓、扣紧、套紧、钉连接钉实、挤紧、 压紧；车圈与车胎同轴套筒接插式插头、插座方便连接、拆卸，传递信号可靠单杠的拉杆与立柱间的钩与环，电路接插件。 可相对运动式链与键；润滑方便运动，灵活传动，承受一定的力人体关节，自行车把与车架不可相对运动准确配合连接牢固车圈与辐条
连接还可以有:点连接、线连接、面连接等。
四 结构稳定性 （一）结构稳定/不稳定的几种情况 （1）不倒翁结构； （2）4条腿支撑的椅子； （3）上小下大的横截面结构。 （二）结构稳定的概念 能传递（承受）任意形式的荷载，称为稳定结构。 五 影响结构稳定性的因素及应用 （一）影响因素 1.重心的位置 2.结构的支撑面积 支撑面积大的结构，稳定性好。 3.结构的几何形状 上端小、下端大的结构，稳定性好。 （二）巧妙地增加结构的稳定性 （1）减小长细比 （2）利用三角形框架及其组合结构 根据不同的试验，探究得出试验结论，正确填写试验报告。
课堂小结

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