高一通用技术《结构与强度》典型案例分析

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1、高一通用技术《结构与强度》典型案例分析高一通用技术《结构与强度》典型案例分析结构与强度---从实际走向教学彭xx（xx第二师范学院，副教授）本讲座首先通过一些典型的事例，载人潜水器“蛟龙号”入海挑战新突破、建筑预制抗形变特性、各种大型纸结构，承重测试了解在具体实际技术活动中，和结构与强度有关的知识。然后，再通过若干教学实录片段，考察在通用技术堂教学中，学生是如何开展与“结构与强度”相关的试验探究和制作活动的。首先，让我们看看大抢风头的中国载人潜水器。载人潜水器“蛟龙号”入海挑战新突破，对未“蛟龙号”运载工程技术人员进入深海工作提供

2、了可能。例如，在海、洋脊、盆地等复杂海底进行有效海洋科学考察任务，开展深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测、深海海底施工和打捞等。现在中国深海载人潜水器虽然在试验阶段，但是它显示了有向海洋进军、向远海进军、向深海进军的实力。蛟龙号新突破：在今天的凌晨3点，中国载人深潜进行了000米海试，蛟龙号成功下潜。点26分左右，蛟龙号成功实现深潜深度402731米，平均下潜速度达到每分钟32米。期间蛟龙号传回了深海的画面以及舱内三名乘员的合影等照片。今天凌晨3点，中国载人深潜进行000米海试。蛟龙号成功下潜。凌晨点26分左右蛟龙号到达今天

3、最大深潜深度402731米，平均下潜速度达每分钟32米，一举突破去年创造的379米记录。期间蛟龙号传了深海的画面，及舱内三名乘员的合影等照片。7点4分，蛟龙号成功浮出水面。8点10分左右，蛟龙号搭载的3名乘员顺利出仓，返回向阳红9号母船。这也意味着经过个多小时的作业，蛟龙号000米首次试水的圆满成功。按计划，在此次为期47天的000米海试任务中，蛟龙号将执行4次下潜，预计在接下的第二次下潜中，蛟龙号将冲击000米深海。第三次下潜将执行海底作业任务，第四次再次冲击000米。蛟龙号是我国第一台自行设计，自主研制的载人潜水器。7月1号，

4、蛟龙号伴随向阳红9号母船从江阴启航，奔赴东太平洋执行此次000级海上深潜试验任务，为下一步7000米试验奠定坚实的基础。彭xx：如果到达7000米深度，潜水器手掌大小的面积将承受70多吨的压力，这对潜水器抗压是一种考验。“潜水器大部分结构由钛合金构成，在潜水器外表加装的是70多毫米的钛合金壁，能够抵挡住超高压。耐高压结构是载人潜水器上的一个关键核心技术。蛟龙号演示动画：对于在深海作业的蛟龙号说，蓄电池即便没电，还可以通过无动力的方式上浮。而真正可怕的是自深海的巨大压力所带的危险。在海中，每下降10米，压力会增加一个大气压。这个到6

5、000米的时候身上就等于有600个大气压，就相当于1平方米的面积上有600吨的压力。你想想在这个上头的压力有多大。这是一种怎样的力量？它可以迅速将我们常见的东西切断，压扁。蛟龙号必须保证在这样特殊的环境下还能正常作业。而在驾驶舱里还有3名工作人员。如果舱里面有一点进水，巨大的压力就会迅速威胁到3个人的生命安全。那么，蛟龙号是用什么办法解决抗压的问题的呢？所以一般说深潜器的耐压艇体都做成球形的。这样各方面的压力是均匀的，能使深潜器下潜到比较深的深度。而且要采用高强度的钢制作，这样能够经受住比较高的高压。除了高强度的钢，蛟龙号还采用了

6、钛合金材料。钛合金独特的抗压性成为了蛟龙号外衣的首选。除此之外，蛟龙号很多零部都需要安装在体外。工程技术人员要把蛟龙号所有的设备放在压力桶里反复加压试验，模拟深海中的外压环境，以确保所有设备工作正常。最后所选的材料才能接受深海的检验。彭xx：我们关心结构与强度问题时，往往关心结构材料抗形变特性：结构的强度与结构采用的什么材料制作密切相关。在这里我们看看两个典型材料及其强度的关系事例。第一个事例是抗震建筑预制，属于钢筋混泥土结构。第二个事例是玻璃显示屏抗弯曲变形特性是试验。通过这两个具体的事例，理解结构与强度的关系都与所使用的材料有

7、密切的关系。新型多螺箍筋工艺是台大尹衍梁教授于2002年所发明的，故又名尹氏螺箍(inSpiral),适用于建筑物机构柱。其优异的设计效果不论是在轴压或反复载重下，都可获得较传统方柱箍更佳的抗压性和韧性。台湾的经验表明，这种工艺最多可较传统方箍减少1%之箍筋费用(工料)，整体而言最多可节省2%柱筋费用(工料)。因此通过此项开发，不仅使材料的成本费用降低，而且提升了建筑物整体的质量。2008年台湾润泰集团宣布：将新型多螺箍筋专利工艺无偿提供给大陆建筑业同行使用。抗震建筑预制：这里经常被自然界最具破坏性的力量袭击，那就是地震。我们每年

8、有200次左右的级地震。至于6级地震，根据我们的记录，每年也有3到4次。台湾在地质上的不稳定性于它在地壳上的位置。它正好位于欧亚板块和菲律宾海板块之间的断层线上。这两大板块间的相互作用造成巨大的冲击波，引发台湾地区的多次地震。地震可怕的威力直接威胁