高二通用技术 典型结构案例分析(1)课件

1、第二节 典型案例分析课前五分钟提问课前五分钟提问1、什么是架构、什么是架构2、结构的定义，什么是构件？、结构的定义，什么是构件？3、结构分为哪三种常见类型？、结构分为哪三种常见类型？4、实心，框架，壳体结构的特征和受力特点、实心，框架，壳体结构的特征和受力特点 5、依据几何形状结构还可以分为那四种？、依据几何形状结构还可以分为那四种？一、单杠结构分析单杠结构分析杠体：是器械的主体；杠体：是器械的主体；立柱、拉杆：共同支撑杠体立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。并承受荷载。阅读材料阅读材料构件受外力作用时，要发生形状或大小的改构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为变，这种改变称为

2、变形变形。第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉力，拉力所产生的形变为力，拉力所产生的形变为拉伸拉伸，组成材料的，组成材料的粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力，压粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力，压力所产生的变形为力所产生的变形为压压 缩缩，组成材料的粒子被，组成材料的粒子被推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，杆件杆件 产生的产生的弯曲弯曲，发生弯曲变形时的构件，发生弯曲变形时的构件称为称为梁梁。当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在当板凳

3、很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在人的体重等外力的作用下，会发生弯曲变形。人的体重等外力的作用下，会发生弯曲变形。只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。而跳水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明而跳水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明显。弯曲变形如图：显。弯曲变形如图：杆件基本变形1、拉伸、压缩2、弯曲2、杠体的受力与变形、杠体的受力与变形 从力学角度出发，对结构理解为：结构是可承受一定力的架构形态，结构可以抵抗引起形态和大小变化的力。单杠的受力和变形分析 球球球球F球小球对固定点的作用力的方向，从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。单摆实验示意图运动员在杠体上转动

4、，其侧视图与单摆类似：杠体相当于固定点，人相当于小球。所以，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。思考题思考题1：杠体的受力与变形如：杠体的受力与变形如 何？杠体变形的方向何？杠体变形的方向 运动员在杠体上做动作，如回环等通过运动员在杠体上做动作，如回环等通过握杠体的手，对杠体施加了外力，包括人体握杠体的手，对杠体施加了外力，包括人体质量和回转运动产生的离心力，使得杠体发质量和回转运动产生的离心力，使得杠体发生弯曲变形。这种外力称为弯曲力。生弯曲变形。这种外力称为弯曲力。 杠体弯曲变形的方向：杠体总是朝着人体杠体弯曲变形的方向：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲

5、所在的瞬间位置的方向发生弯曲 当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受当人体静挂在杠体上时，两根立柱只承受压力压力 当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体传当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体传到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩，使立到立柱上端的外力将对立柱产生弯矩，使立柱产生弯曲变形趋势。固定于地基的垂直梁柱产生弯曲变形趋势。固定于地基的垂直梁产生抵抗柱端的弯曲变形。同时拉杆将起到产生抵抗柱端的弯曲变形。同时拉杆将起到辅助立柱抵抗变形作用。辅助立柱抵抗变形作用。思考题思考题2：立柱、拉杆是：立柱、拉杆是如何受力与变形的？如何受力与变形的？离心力离心力弯曲力结论一： 杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上

6、发生弯曲。 任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人体所处的瞬间位置。弯矩M弯矩M前侧后侧 弯矩M与弯矩M大小相等，方向相反，是一对平衡的弯矩，使单杠保持整体的稳定。 问题1： 课本13页，图1-19，运动员从单杠前侧向后侧运动，起削弱、平衡作用的是拉杆5 还是拉杆6？拉杆6 问题2： T0时刻人在杠体的正上方，然后沿顺时针方向运动到杠体正下方。假设T0时刻刚好有一只小虫飞到人的身上，那么在小虫看来，人是不动的，而杠体是运动的，(例如地球绕太阳转，而人在地球上看来，是地球不动，太阳绕地球转)。请问，小虫看到杠体将怎样运动？如下图。杠杠杠人人人 解：在小虫看来，杠体开始在正下方，最后在正上方，而

7、且运动过程中一直在左边。所以小虫看到杠体应是从正下方顺时针运动到正上方。 问题3： 知道t时刻人的位置，怎样确定同一时刻杠体的位置？杠人人T时刻人位置杠T时刻杠位置2和1要平行 1代表T时刻人对杠体的作用力；2代表同一时刻杠体对人的作用力，它们是一对作用力和反作用力，方向一定要相反，所以1和2 一定要平行。二、棚室屋架结构分析棚室屋架结构是怎样受力的呢？屋面（棚盖）由前坡面组成，棚膜（塑料薄膜）覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。棚室荷载与立柱受力承受的荷载主要分为恒载和活载。恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间变化而变化的永久性荷载。活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而

8、变化的可变性荷载。立柱P1P2永久性荷载和雪载立柱基础PPM2.梁的受力梁的受力梁的受力如平衡木，桥等都是梁的一种类型。拱结构的应用拱结构十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。拱结构的概念：中间高四周低呈弧形的曲面。为什么要采用拱结构呢？拱结构受力：拱结构对承受荷载有利。荷载压力作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。例如雪荷载。小试验比较不同形状的纸板承受压力的大小1、哪种、哪种情况下情况下纸板的纸板的抗压能抗压能力最强？力最强？2、还有、还有更好的更好的方案吗？方案吗？拉力拉力 物体所承受的物体所承受的拉拽力拉拽力 压力压力 挤压物体的力挤压物体的力 弯曲弯曲力力 作用于物体作用于物体 ,使使它产生弯曲的力它产生弯曲的力 剪切剪切力力 两个距离很近两个距离很近 ,大小大小相等相等,方向相反方向相反,且作且作用于同一物体上的平用于同一物体上的平行力行力 扭转扭转力力 反方向向物体两端均反方向向物体两端均匀施力匀施力 ,使