单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基本概念和原理复习,结构概念:,结构是指事物的各个组成部分之间的,有序搭配和排列,结构的各组成部分,通常称为构件例,:,人体结构,分子结构,阶级结构,文章的结构,汽车结构,桌子结构,地球结构等结构与力,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构件结构的类型:,实体结构、框架结构、壳体结构1)实体结构:是指结构体本身是实心的结构受力特点:外力分布在整个体积中实体结构可以连续传递载荷,适于承受压力2)框架结构:是指结构体由细长的构件组成的结构受力特点:,支撑空间而不充满空间,能承受垂直和水平荷载框架结构是由杆件或板件连接而成的,构件可以是空心,也可以是实心;可以是平面框架,也可以是空间框架由于这种结构用料少,可以承受多种载荷,因此用得很广泛3)壳体结构:通常是指,层状,的结构壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结构由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力因此在场馆建设中用得很多。
受力特点:,外力作用在结构体的表面上,由弧面整体分担承受,抵抗变形轴力,(压力、拉力),剪 力,(剪切力),轴,力就是,轴,向的力,受力物,体会,隨,着,轴向的力伸長或,缩,短受剪力的物,体,,,会,隨,着,剪力的方向,变,形,!,弯,矩,(,弯曲,力,),扭 力,(,扭,转,力),弯,矩也就是力矩啦,!,受到,弯,矩的東西,会,两端弯曲简,单,来,说,早上起床,拧,干毛巾的力就是,扭,力啦,!,轴力、剪力、弯矩、扭力,四种力学行为,桿,梁,柱,承受,轴,方向的,压,力,与,拉力,承受弯矩,基本的,结,构元件,结,构,力,学最基本的元件,分为,桿,梁,与,柱,三,种,分別有其不同的力,学,行,为,与作用在了解,这,些,结,构原件的基本行,为,后,我,们,就可以依照这些行为与特性去做结构分析与结构设计下面以表格的方式,详细的与叙述与比较其个别的行为结,构原件的比,较,承受,压,力,与,弯矩,结构的稳定性:,结构的稳定性是指结构在负载的作用下,维持原有平衡状态的能力影响结构稳定性的主要因素:,重心位置的高低,支撑面的大小,结构的形状,结构的强度,结构具有的抵抗被外力破坏的能力影响结构强度的几个主要因素,结构的形状,使用的材料,构件之间的连接方式,结构外部形状,结构的构件截面形状,铰连接,刚连接,我们知道稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力,强度是研究不被外力破坏的能力。
例如我们刚才举的凳子的例子,凳子能够承受人的重力这是一个强度问题,那么凳子会不会左右晃动,摇摆,那就是一个稳定性问题了强度与稳定性的联系与区别:,结构设计,功能,人的个性化需要,寿命,安全,美观,稳定性,强度,成本,学习结构设计应考虑的主要因素,在结构设计中还有一些需要考虑的因素,如材料、民俗文化、地域特点等如何赏析结构设计作品?,赏析结构设计作品,可从技术与文化两个角度进行1)技术的角度主要有:结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性,工艺制造的精湛程度等2)文化的角度主要有:文化寓意与传达,公众认可的美学原则,反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等练习:课本33页,盖里椅,功能:在使用功能上,盖里椅具有其他椅子相同的功效,唯一的缺点是没有扶手,而且椅子面过于平直,坐久了人会觉得不舒服结构设计:盖里椅结构上简洁大方,线条明快,有流动感占地面积小,却十分平稳但椅子的旋转性差,不能随意转动使得它灵活性也差制造技术:盖里椅要达到整体统一的完美线条和弯曲效果,还要考虑到重心的位置高低和椅子承受能力的大小,对制造来说,是一次挑战审美:盖里椅的结构传达出一种盘旋上升、奋发向上的精神,具有雕塑般的美感和强烈的时代气息,形成了优雅的浪漫主义设计风格。
一、认识流程,1.流程的含义,流程(prosess),是一项活动或一系列,连续有规律,的,事项或行为进行的程序,时序有可颠倒的,也有不可颠倒的任何流程反映了一定的时序,体现出一定的环节时序(time series),是时间上的先后顺序流程是做事的顺序科学合理的流程是实现高效率、高质量的保障科学的流程不是自然形成的,设计、改进的结果,环节的划分是相对的,环节本身又可以是一个流程,即流程具有层次性环节:,把完成某个具体目标、组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节,(phase)环节,时序,分法不一,可分解,可颠倒,不可颠倒,同时进行,流程,时序和环节的特点:,相对性,任何流程反映了一定的时序,体现出一定的环节流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序好流程可有效的指导生产和生活活动思考:流程与时序和环节有什么相互的联系呢?,流程的表达,为了使流程的描述清晰可见,我们一般采用流程图(flow chart)来表达流程流程图的表达方式是多种多样的,有:,最简方框流程图、,文字表达、,表格表达、,图示表达、,模型表达、,动画演示等工农业生产中,运用科学合理的流程可以,有效地组织生产,提高生产效率,保证产品质量,保证安全生产,保护环境,它是针对产品的制造过程而言。
工艺流程的含义:,工艺流程反映了从原材料投入到成品产出,通过一系列工艺或加工环节,顺序地进行生产或制造某种产品的全过程工作流程,反映了完成一件事情、一项任务而进行的一系列有序的工作或活动的全过程它是针对人或生产工具的活动过程而言任何一种产品的生产都需要经过从设计到制作的过程,这个过程往往既包括工作流程又含有工艺流程流程优化,在流程的设计和实施过程中,要对流程进行不断的改进以期取得最佳的效果对流程的改进过程,称为,流程的优化一般的流程优化的内容:,工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等整体的全面优化,或某个指标优化因此,在进行流程优化时,要综合平衡,以取得整体优化的成效,某一个指标得到了优化,而使另外的指标下降了),流程优化的目的:,提高工作效率、提高产品质量、降低劳动强度、降低成本、节约能耗、保护环境、保证安全生产流程的优化,应在综合考虑各项指标的基础上突出重点指标的优化,综合权衡达到整体优化的目的流程优化的条件:,(1)设备和工艺水平的提高比如,只有在具备锻压设备时,才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工;,(2)对流程内在机理的深入了解比如对洗涤原理的了解,就会在流程中安排两次漂洗;,(3)人员技术水平的提高。
流程优化的步骤:,1、分析流程的现状,2、确定改进的目标和要求,3、确定改进方案,流程设计中的基本因素,生产活动的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境基本因素,材料,设备,工艺,资金,环境,人员,流程设计还应考虑气候、季节、自然灾害、生态平衡等因素流程的设计要依据事物的内在属性和客观的变化规律,科学地设计时序与环节,以达到设计目标画流程图关键要注意什么?,画流程图关键是要把环节以及各个环节的时序找出来流程设计的步骤,第一步:,首先要明确设计的目的和任务,明确流程所应遵循的内在变化规律第二步:,要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素第三步:,列出流程涉及的主要事项,并进行初步的排列第四步:,分析各事项(步骤)之间先后顺序,合理地安排流程的时序和环节第五步:,选择一个合适的表达方式画出流程图,对于有严格时间的时序,要标注时间.,1.流程设计的基本要素是环节和时序2.流程并不是一下完成就可以了,应该经过精心的设计和反复的修改,才能达到比较理想的效果,注意:,流程图中最常用的形式是框图,因为这种形式既简单又明确绘制框图的常用符号:,系统(system)是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素,(element),或部分组成的具有特定功能的有机整体。
系统根据一定的标准可划分为若干个子系统,(subsystem),子系统(subsystem):是相对于大系统而言的,它是大系统中相对独立且具有一定功能的组成部分要 素:指构成系统的最主要的元素第一、至少要有两个或两个以上的要素(部分)才能组成系统;,第二、要素(部分)之间相互联系、相互作用,按照一定方式形成一个整体;,第三、这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的构成系统,必须具备三个条件:,系统的类型,小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统.,1)按系统的规模分:,2)按组成要素的性质(按人类干预的情况)分:,自然系统、人造系统和复合系统3)按系统与环境的关系分:开放系统、封闭系统和孤立系统4)按学科领域就可分成:,自然系统、社会系统和思维系统,;,5)按范围划分则有宏观系统、微观系统;,6)按状态划分:,有静态系统和动态系统;稳态系统和非稳态系统;平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等系统的基本特性有:,系统的特性,整体性,相关性,目标性,动态性,环境适应性,系统分析的一般步骤可以描述为:,明确问题,设立目标,收集资料,制定方案,分析计算,评价比较,检验核实,作出决策,运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循系统分析的主要原则。
系统分析的主要原则,整体性原则,科学性原则,综合性原则,系统的优化是指在给定的条件(或约束条件)下,根据系统的优化目标,采取一定的手段和方法,使系统的目标值达到最大化(或最小化)不同的目标,对应着不同的优化结果系统优化的概念,目标与目标函数:,约束条件:,影响因素:,目标与收益总和之间的关系,对目标函数起限制作用,不能人为调节,产生影响,可人为调节进行系统优化应考虑的三个要素,实现系统的最优化,就可以在一定资源条件下,取得最佳的经济效果,而投入的人力、物力、财力达到最小系统优化的意义,系统设计:,在系统分析的基础上,设计出满足预定目标的系统的过程系统的设计的涵义,:,系统设计应考虑的主要问题:,(1)系统设计的目的与要求2)系统各部分之间的相互联系与相互作用3)系统设计方案的优化理解:从系统的整体出发,以系统整体功能的最优为目的理解:运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题,注重各部分的横向、纵向联系依据系统的基本特性,既要考虑当前,也要考虑长远理解:从系统整体考虑优化,统筹兼顾,再在此基础上完善个部分的设计系统设计的一般步骤:,(1)将系统分解为若干子系统;,(2)确定各子系统的目标、功能及其相互关系;,(3)对子系统进行技术设计和评价;,(4)对系统进行总体设计和评价。
可以概括为“总分总”就是当我们要设计一个系统对象时,可以先将对象分解为一个子系统,分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构组成,然后单独对每个子系统进行技术设计、评价及优化,然后对由完成的子系统作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价1.遵守设计的一般过程、方法和原则,系统设计的,基本方法要点,:,1、发现与明确问题,2、,制定设计方案(包括外部环境及约束条件),3、制作模型或原型,4、测试、评估及优化,5、产品的使用和维护,2.遵守系统设计中,特有的两条原则,:,(1)设计好系统中的每一个元素或子系统2)设计好各元素或子系统之间的协调关系设计的一般过程、方法和原则:,。