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第一单元 结构与设计
1.结构：
是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
（从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。）
结构多种多样且决定着事物存在的性质
2.构件：
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。
3.根据构件的受力和变形的形式，我们可以将构件分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式
4.结构的类型
从力学架构与形态方面，通常有：
⑴实体结构：结构本身是实心的结构。
受力特点：外力分布在整个体积上
⑵框架结构：结构体由细长的构件组成的结构
受力特点：既能承受竖向重力荷载，也能承受水平方向的荷载
⑶壳体结构：层状的结构。
受力特点：外力作用在结构体的表面上。
5.组合结构：由两种或两种以上的基本结构类型组合而成。
e.g.埃菲尔铁塔
6.结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
★荷载：外力
7.影响结构稳定性的因素：
⑴重心位置的高低
如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
⑵结构与地面接触所形成的支撑面的大小
支撑面越大稳定性越好
⑶结构的形状
三角形构成稳定的几何结构。
★物体在静止状态与运动状态下稳定性的条件也不相同。
8.注意物体在静止状态下和运动状态下的稳定性也是不同的
9.人们可以利用不稳定的结构实现某些功能
e.g.地动仪
e.g.将啤酒瓶倒置在地上，利用它来感知地震现象
10.结构的强度
是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
11.内力：
⑴当构件受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称之为内力。
⑵内力反映了材料抵抗外力破坏的能力。
12.应力
⑴应力就是构件的单位横截面积上所产生的内力。
应力=F/S
⑵可以作为表示结构构件强度的基本指标。
13.影响结构强度的主要因素
⑴结构的形状
⑵结构的材料
⑶结构的连接
①铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动
②刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。
14.结构设计的目标及要求——以一种或几种功能的实现为基本目标
——满足设计规范，满足使用者的基本需要。
15.结构的改变可以导致功能的变化
13.赏析结构设计作品，可以从技术与文化两个角度进行。
①技术：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度
②结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反应的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等
第二单元 流程与设计
1.时序：时间上的先后顺序
时序分为可颠倒和不可颠倒的
2.环节：
完成某个具体目标、组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程。
环节是一个相对的概念，依据问题性质的不同，环节的划分可能会有所不同
3.流程：
一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。
4.流程可以用文字、表格、图示等方式表达，有些还可用模型、动画等方式表达。
流程的表达一般采用流程图的方式
5.流程的作用和意义：
⑴提高生产效率、保证产品质量：如自动化生产流水线
⑵使生活合理有序：如列车时刻表
⑶使生活质量更高：如炒菜时要在出国前放碘盐
⑷使生活更安全：如要先做皮试再打针
⑸使生活效率更高：如切菜、煮饭与炒菜的流程安排
6. 流程设计的目标：
①工作生活方面：如何节省时间、提高工作效率、提高工作质量
②生产活动：提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、提高经济效益、提高管理水平
7.流程设计活动应考虑的基本因素
材料、工艺、设备、人员、资金、环境
8.流程的优化：
对流程的改进过程
⑴内容
①工期：缩短总工期
②工艺：如法兰的切削法和少切削法
③成本：如邮递员投递线路的优化
④质量
⑤技术
⑵条件
建立在设备和工艺水平提高的基础上，建立在对流程内在机理进一步研究的基础上。
第三单元 系统与设计
1.系统：
由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。
2.要素是构成系统最主要的元素
3.构成系统的条件
⑴必须有两个或两个以上的要素才能组成系统
⑵要素之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体
⑶整体的功能是局部所没有的。
4.系统有大有小，有复杂有简单，根据一定的标准可以划分为若干子系统
4.系统的基本特性
⑴整体性：最基本的特性
系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和
⑵相关性：组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互联系、相互作用
⑶目的性：区别不同系统的标志
⑷动态性：任何系统都是处在运动变化和发展之中的
⑸环境适应性
5.系统分析：
为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、实验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。特点：完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决问题
6.系统分析的一般步骤
⑴明确问题，设立目标
⑵收集资料，制定方案
⑶分析计算，评价比较
⑷检验核实，作出决策
7.系统分析的主要原则
⑴整体性原则：如丁谓修复皇宫
⑵科学性原则：如种水稻“三三进九不如二五一十—”
⑶综合性原则：如中西医结合
8.系统的优化：
是指在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化。不同的目标对应着不同的优化结果。
9.系统的优化手段——线性规划
目标：以最小的成本获取最大的利润等
10.系统优化应考虑的三个因素
目标函数、约束条件、影响因素
第四章 控制与设计
1、控制的定义
人们依照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展
2、控制三要素
控制的对象、控制要达到什么目的、控制的手段
3、控制的分类
按照人工干预的情形：人工控制（手动控制）、自动控制
按照执行部件的不同：机械控制、液压控制、气动控制、电子控制
4、控制系统的定义
朝着人们的意愿或目的发展的有机整体，一般由控制器、执行器和被控对象组成。分为开环控制系统和闭环控制系统。
5、干扰的定义
除输入量以外，引起被控量变化的各种因素
干扰可以使环境引起的，也可以是人为地
6、在一般的控制系统中，干扰是需要克服的；但在有些情况下，可以利用干扰因素实现某种目的
7、反馈
在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较
核心是通过反馈来减少被控量的偏差

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