结构的强度与稳定性

结构的强度与稳定性一、怎样理解“结实”和稳1.问题的提出我们或许亲自经历过、或许听到过类似下面的谈话：“你的文具盒比我的结实。”“我的椅子坏了一条腿，没有原先稳当了。”请注意：这里强调的是两类词语，即“结实”和“稳”（也叫“稳定”）。结实或不结实，稳定或不稳定，都是对某物体的某方面性能的一种形容、一种描述、一种评价。怎样科学地理解“结实”和“稳定”的概念？如何解释“结实”和“稳定”与否的原因？2.先做几个技术试验技术试验是一项既要动脑又要动手的活动，是学习技术与设计的重要环节与手段。为了方便试验的进行，这次技术试验将分为3个较小的项目。每个项目各有明确的预期目的，内容相对独立。技术试验的总要求是：（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等。（2）试验分组进行，组内人员分工明确。各组可以做同一项目，也可以做不同项目。（3）认真做好交流、讨论。（4）认真写好试验报告（写报告的要求见后面）。（5）切实做好安全防范。二、应力与强度1.技术试验后的回顾与思考前几项技术试验，让我们都思考了些什么问题呢？首先，施加外力于构件，到构件产生变形，它们之间不是一个简单的因果关系，应考虑到构件的结构形状、构件的几何尺寸和构件的材料等影响因素。其次，对于结构变形，只给以“结实”或“不结实”来评说是含糊的、不确切的。对于结构的受力与变形以及有关影响因素，应该有更科学的描述。2.应力、强度

外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。内力与外力的关系三、影响结构强度的因素假设图中花杆支柱最粗处的直径为3厘米，最细处的直径为最粗处的一半，外力冲击所产生的内力为30N，试计算支柱上的最大应力为多少？结构的强度，一般取决于它对张力和压力两方面的反应能力，具体地说取决于以下因素：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。形状相同，材料不同，强度就不同。材料的连接方式——不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。正确认识这些因素，对于我们正确选择结构和材料是很重要的。四、稳定性概念人们常常提到“稳定”，比如物价稳定、情绪稳定、生产运行稳定、卫星在轨飞行稳定等。究竟什么是稳定呢？以物价稳定为例，某物品的价格绝对一点不变才叫稳定吗？显然不是。稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，此为稳定：不能回到原有平衡状态，为不稳定。技术试验1.用手轻触一下单摆，观察单摆运动的情况。2.用手从右侧轻触处于平衡状态的倒摆，观察倒摆运动的情况。比较两者的不同。结构稳定的含义：

稳定性和强度一样，都是物体结构的重要性质。

结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。或者说，结构的稳定性指的是结构抵抗失稳的能力。五、影响结构稳定性的因素1.影响因素

（1）结构的形状

（2）重心的位置三角形支撑和圆形支撑示意图问题思考：为什么说“古老的板凳”的稳定性好？2.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。长细件变形示意