技术与设计2复习提纲

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1、第一章结构及其设计第一节结构的概念一、结构的含义（1）从广义上讲，结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，结构决定了事物的性质和形态。（2）从力学的角度讲，结构是指可承受一定载荷和应力的架构形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。二、结构的作用对于应用于工程建设（如建筑、机械、冶金、化工）的结构，目前我们主要依据由伽利略、牛顿奠基的经典力学原理来评定其宏观作用，结构要能安全地使用，必须有足够的承载能力，这一能力包括以下三方面的要求：（1）应保证在一定的载荷作用下不致发生破坏（包括材料的塑性变形），也就是具有足够的强度

2、；（2）应在使用过程中不产生过大的弹性变形，也就是具有足够的刚度；（3）保证在载荷作用下不致发生平衡状态的突然改变，也就是具有足够的稳定性。三、常见的结构类型常见的结构有桁架结构、薄壳结构和实体结构三大类。（一）桁架结构是以刚性的杆件为组成结构的基本单元。其特点是，支撑空间而不充满空间，如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架、火箭发射塔等。（二）薄壳结构是由若干块薄板组成，板的厚度远小于其他两个尺寸的结构，可以做成具有曲面轮廓的外形。它的受力特点是，外力分散作用在结构体的表面上，如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳、圆顶体育馆。（三）

3、实体结构是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是，外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝等；（四）捆扎结构用缠绕或捆绑的方式对容易溃散或滑移的物体施加约束，可以保持整体结构的稳定性，如建筑工程的钢筋混凝土中常用到的箍筋结构。（五）焊接结构两个物体接触部分利用高温局部熔化，使材料融合，冷却后连成一体。（六）铸造结构铸造是将加热熔化了的金属注入所需形状的铸型型腔中，使其冷却凝固而制成零件毛坯的过程。小结：生活中很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成，称为组合结构，如埃菲尔铁塔等。第二节结构是如何承受应力的7一、结构的

4、受力分析从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限（容许应力）时，结构就会遭到破坏。用公式表示为Ơ=F/s，其中F是内力，S是受力面积，Ơ是应力。单位为MPa如：拉伸和压缩及其变形是物体发生应力作用的最简单的现象。承受拉力的有电梯钢丝绳、电力传输线路的电线、起重机上的吊钩等；承受压力的有建筑物中的立柱、墙壁以及桥梁等。又如：砖以一定的形式码放，

5、并用水泥灰浆砌在一起，砖承受压缩应力。有些建筑物靠廊柱支撑，柱子受到轴线方向的压缩应力。二、结构弯曲的受力分析当零件承受弯曲变形时，它的一面（这里指上面）被压缩，另一面却被拉伸。这两个面之间有一个中间层，它不承受压缩也不承受拉伸，故称为中性层。在建筑建筑结构中常用一拱形结构，这种结构有一个重要特性就是可以将所受的弯曲应力变成压缩应力。三、抵抗张力结构的受力分析在结构设计时要尽量避免载荷的发生，并要想办法分散受力，让结构的每部分都合理受力。应用：（1）球罐受力（球体形状容器抗张力强度高，圆柱形或其他几何形状的容器的抗张强度就不如球

6、形容器（2）圆拱的受力（一旦圆拱受到集中的作用力（载荷），结构破坏的可能性增加，如何解，将圆拱拉成三角形）第三节影响结构强度和稳定性的因素一、结构大小和形状的影响比如：墙的最佳截面：使墙的上半部的百度小于墙基的宽度。可以经过计算，墙的截面为某种曲线形时最佳。（一）工业用型材的截面形状：具有“工”字形截面的梁结构更为合理。当然“工”字形有其它变形。（是不是工字梁最经济呢？不是，可以将“工”字梁腹板中的一部分材料挖去，形成许多孔口。（二）几何形状与结构稳定性的关系三角形和四边形桁架很常用。土木工程的建筑结构为了保持结构稳定性不能采用

7、几何可变体，只能采用几何不变体系。但是在机器制造时，有时需要使零件之间能够相对运动，就需要采用几何可变体系，如火车车轮联动机构。（三）结构与对称结构对称表现出静态平衡，具有稳定性。如自然界中的人体、昆虫、树叶等。二、材料性能的影响（一）木材：当受力方向与木纹方向相同时（顺木纹），它的强度要比模木纹时大3----8倍。（二）金属：优点(1)密度大、强度高（2）材质均匀、工作可靠（3）塑性和韧性好，抗冲击和抗振动能力强（4）制作工业化程度高，施工周期短（三）塑料：主要有三大类：合成橡胶、合成塑料、合成纤维。三、连接方式的影响7工程上

8、的结构是由多个构件按不同的连接方式组合而成的，常见的有焊接、铆接、螺栓连接、胶接、榫接等方式。（榫接主要是家具或建筑构件中木材的连接方法，如老式衣箱、抽屉等。）在结构连接处需要考虑过渡的方式，就是加点支撑什么的，有利于提高结构的稳定性。第四节结构的模型或原型的设