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技术与设计2
第一章 结构与设计
第1节 初识结构
山东省济南第二中学
制作：艾蕾
四平八稳
【出自】：明·施耐庵《水浒全传》第四十四回：“戴宗、杨林看裴宣时，果然好表人物，生得面白肥胖，四平八稳，心中暗喜。”
【解释】：原形容身体各部位匀称、结实。后常形容说话做事稳当。也形容做事只求不出差错，缺乏积极创新精神。
请举例：
我们生活中“四平八稳”的生活用品有什么？
古老的板凳——从乡下收来的小板凳
问题：
1、板凳的结构由哪几部分组成？
2、考虑各组成部分之间的连接如何特点？目的是什么？
1、这两个板凳的结构组成是否相同？
2、它们之间有什么不同？
3、哪一个更结实、更牢固？为什么？
（A）
（B）
接触面
受力面
两者相比较：稳定性相同，受力面越大的，结构越稳定
低头看看自己的坐椅……在结构组成方面，你又发现了什么？
1、连接凳腿之间的“横牚”起到了怎样的作用？
横牚
2、两者相比较，你认为长牚又起到了怎样的作用？
长牚
（A）
（B）
（C）
比较一下……
结构最简单的是——（？？？）
结构最复杂的是——（？？？）
结构最结实的是——（？？？）
请你总结一下：
如果让你设计一个“四平八稳”的小板凳结构，你会怎样设计？
你设计的小板凳，考虑到承受了哪些力？
人的体重，人体活动所产生的其他力，及形变……
——所以，还要注意：这些构件的连接都采用榫卯连接。
动动脑：为什么不采用钉子或螺钉连接呢？
知识引入：
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 结构的各个组成部分称为构件。
1、什么是结构？
2、结构设计的主要目的是什么？
承受和抵抗各种各样的力，抵抗由此引起的可能变形。
咱们聊聊：
在我们的生活中，无处不在的结构……
悉尼海港大桥
结构的功能——
请你也来试一试：设计一个简单的结构构造
工地上的重物，要从一个地方搬运到另一个地方，请你用电动机、吊绳、滑轮设计一个搬运工具……
比较台灯：你会选择哪一款？
蛇皮管的优点：能任意弯曲到人们期望的程度，且不会反弹。你想过这是为什么吗？它为什么会这样神奇呢？
蛇皮管——软金属管
蛇皮管原理：全封闭的弹簧，弹簧原理
蛇皮管的螺纹状结构，可以产生变形，以适应功能要求。 蛇皮管按材料分为塑料蛇皮管和金属蛇皮管。 它的原理很简单就是自身的变形，包括长度、直径、弯曲度等。
那么，你认为结构的功能是什么呢？
结构是可承受一定力的架构形态。结构是为了承受力和抵抗变形——结构的本质。
想一想头盔为什么设计为圆弧形，而不是长方题或是多面体？
壳体结构
我们来把结构分分类吧——
实体结构
壳体结构
框架结构
根据图例，请说明它们各自的特点是什么？
来，试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
来，试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
1、实体结构：受力情况：力承受分布在整个体积中，如大坝、实心墙、实体物
特征：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体之分
从力学的架构和形态考虑，3种类型：
请你举例：……
问：你认为板凳是实体结构吗？为什么？
（P7页阅读材料）
2、框架结构：由梁，柱，杆，管等组成
特征：几何外形较复杂，能承受垂直和水平菏载
请你举例：……
3、壳体结构
特征：壳体内空，受力合理，形态稳定。
请你举例：……
来，继续试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
来，继续试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
来，继续试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
中国国家大剧院
来，继续试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
来，继续试验一下你的慧眼……看看它们都是什么类型的结构？
课外读物
无限启示——
来，开启你智慧的大门吧……
瑞士的工程师乔治 德梅斯特拉尔酷爱郊游与打猎。1948年秋季的某天打猎回来，发现衣服上粘着一些苍耳的种子。若要除去这些苍耳 的种子是非常麻烦的事，这引起了他的极大兴趣，他便从衣服上取下一颗种子在放大镜下仔细观察，发现在种子上的芒毛有一个个小钩子，正是这些小钩子抓住了衣服上的纱线。由此他突发奇想，如果能在带子上也产生这些类似的小钩子，它不就也可以使布带相互搭接代替钮扣和拉链了吗？在鬼针草种子的启示下，他经过8年的精心研究，于1956年终于设计了定型的产品，宣告了尼龙搭扣带的诞生
一个善于捕捉灵感的人一定善于创造
苍耳籽遍及全球，粘上草籽者也一定不在少数，然而只有乔治才获得成功，并成为亿万富翁。
创造的灵感何在？其实就在你的身旁。
马上行动
　　生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而设计的？
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁 还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。
鹰眼与导弹跟踪系统
鹰眼有两个中央凹：正中央凹和侧中央凹，它们分布在眼睛的不同区域。正中央凹能敏锐地发现前侧视野里的物体；侧中央凹则能发现鹰头前面的物体。 在鹰头的前方有最敏锐的双眼视觉区，使左右二眼的两个侧中央凹的视野交叠在一起，这样，鹰眼的视野便近似于球形，所以鹰能看到非常宽广的地域。 科学家们经过对鹰眼的研究，发现鹰是用低分辨率、宽视野的部分（视网膜外周） 搜索目标，而高分辨率、窄视野的部分（视网膜中央）是用于仔细观察已经发现的目标。假如我们模仿鹰眼制造出一种“鹰眼导弹”，它就能像鹰一样自动寻找和识别打击目标，并能自动跟踪目标直到攻击成功为止。
1、狩猎者从灌木丛走过，裤子沾满了令人讨厌的苍耳子。仔细观察苍耳子，它的表面布满了许多小刺，每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维的衣物，便粘在上面。瑞士的乔尔吉·朵青斯经过8年的研究，根据苍耳子的结构发明了（ ）
A、拉链 B、尼龙搭扣 C、鱼 D、飞机
2、分析下列物体的结构类型，哪个属于实体结构。（ ） A．电灯泡 B．乒乓球 C．橡皮檫 D．篮球
练习题：考验你的时候到了，不要答错哦
5、我们所用的板凳属于（ ）结构。
A、实心结构 B、框架结构
C、空心结构 D、壳体结构
3、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。（ ） A、西瓜 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔
4、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 。如自行车的车轮、气门等。
物体结构 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 受力特点
栅栏
圆形陶瓷装饰品
冰山
高层建筑的穹顶
钢化玻璃锅盖
竹排
汽车外壳
人的头盖骨
古罗马斗兽场
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本节课小结：
生活中，无处不在的结构……
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列——结构的各个组成部分称为构件。
结构是为了承受力和抵抗变形——结构的本质。
结构类型：实体结构、框架结构、壳体结构
有的产品结构是受到自然界事物结构的启发而设计的。
请你对这节课做一个总结、回顾
谢谢！再见！
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题外话：天灾？人祸？生态的报复
2007年6月，三峡水库泄洪,洞庭湖水位上涨,上亿只老鼠杀上湖堤，它们四处打洞，严重威胁湖南省22个县市区沿湖防洪大堤和近800万亩稻田。
据粗略统计，从6月21日-24日，灾区共捕杀90多吨老鼠约225万只
你来说说鼠穴对实体结构湖堤的危害……

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