资源简介

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第一章：结构及其设计
学习目标
从力学的角度理解结构，理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值。
了解结构的一般分类和简单的受力分析方法。
学会分析影响结构稳定性和结构强度的因素，能够写出试验报告。
能进行简单的结构设计，学会绘制设计图样，并做出原型或模型。
能从历史、文化和技术的角度欣赏并评价典型结构。
第一节：认识结构
一、感知不同的结构
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构普片存在于自然界和人类创造的各种物体中，形式多种多样。
蜜蜂是自然界中卓越的建筑大师，蜂巢的结构精巧美观。蜂巢由几千甚至数万间蜂房组成，每间蜂房都是大小相等的六棱柱体，底面由3个全等的菱形面封闭起来，形成一个倒角的锥形，每排蜂房平行排列并相互嵌接。对于群居的蜜蜂而言，这种结构的居住空间用材最少且容积最大。
建筑结构必须坚固、稳定性好。
桥梁结构必须承受其自身重力和相应载荷
自然界中的物体都有其特定的结构。人们通过对自然界结构的分析和研究，将其应用于技术领域，更好的为人类服务。
各类仿生产品
二、认识结构与力
从力学的角度看，结构是指可承受一定力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。在各种各样的结构设计中，人们都需要考虑力的作用，那么结构与力的关系是怎样的呢
物体的结构由其构建组成，构建在收到外力作用时有5种变形形式：拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形、扭曲变形。
合理的结构设计，一般要求构件能够承受一定范围内相应的力而不至于使构件受到破坏，如单杠横杆要能承受弯曲变形的力、桌子要能承受压力、螺丝刀要能承受扭曲变形的力、拔河用的绳子要能承受拉力。我们使用剪刀时，剪刀的剪切能力越强，则剪切效果越好。
三、了解结构的分类
结构的分类多种多样，从形态方面考虑，通常可以将结构分成三种基本类型：实体结构、框架结构、壳体结构。
城墙：实体结构
建筑：框架结构
汽车：壳体结构
1.实体结构
通常是指结构体本身是实心的结构。如墙壁、柱子、实心球等等。
特点：材料充满结构的空间。能承受较大的压力，而承受拉力的能力相对较差。
2.框架结构
通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。如窗户、画框、房子的架构等等。
特点：利用条状物链接而成，用较少的材料得到较大的空间，能承受拉力和压力。
3.壳体结构
壳形结构通常是指层状的结构。如头盔、汽车飞机的外壳等等。
特点：壳体的形状是“拱起”状，当顶部受到压力时，能将力沿着壳型方向传递扩散。
实体结构、框架结构、壳体结构特点
实体结构利用自身来承受荷载，主要承受压力。
框架结构通过条状物的连接来承受荷载，既能承受压力又能够承受拉力。
壳体结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时,它能将力均勾扩散。
练习
1.如图是2008年北京奥运 会主会场“鸟巢”，请利用学过的结构分类知识,分析其主体结构是什么类型，并查阅资料说明采用这种结构类型的优点。
2.为什么轻轻一敲鸡蛋它就会破，而把鸡蛋放在手心，用力握它，它反而不容易破
3.举几个组合结构的例子，并分析它们是由哪些基本结构组成的。

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