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1、第一单元 结构与设计一、常见结构的认识无处不在的结构1、结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。2、例：(P3)苍耳子与尼龙搭扣 鸟与飞机 鹰眼与导弹跟踪系统(2)结构与力1、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。每个物体都有它特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。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。一个设计合力的结构应该能承受外界的各种作用力，抵抗各种变形。分析结构的受力情况时：要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用；要清楚在这些力的作用下，构件
2、能否安全、可靠地工作，也就是对构件进行承载能力的分析。 根据构件的受力和变形的形式，可以将构件分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。受拉：构件承受拉拽力 受压：构件承受使之被挤压的力 受剪切：构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力 受扭转：构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变 受弯曲：构件承受使之产生弯曲的力(3) 结构的类型：(力学架构与形态方面)实体结构：通常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。例：实心墙、大坝。框架结构：通常指结构替由细长的构件组成的结构。受力特点：能承受竖向重力荷载和水平方向的荷载。例：铁架塔、建筑用脚手架、产
3、房的框架。壳体结构：通常指层状的结构。受力特点：外力作用在结构体的表面上。例：头盔、飞机的外壳、贝壳。二、稳固结构的探析结构与稳定性1、结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。是结构的重要性质之一。影响结构稳定性的主要因素：重心位置的高低；结构与地面接触所形成的支撑面的大小；结构的形状等。重心所在点的垂线在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。结构与地面接触所形成的支撑面越大稳定性约好。结构的形状不同，其稳定性也不同。2、例：P12稳定性 P12A字型梯中间横梁的作用 P13自行车的稳定性有些结构设计：满足使用功能对稳定性的基本要求 要综合兼顾人的个性化要求、美学因素
4、和材料因素等。3、结构的稳定性的应用：利用稳定的结构抵抗外力、承受荷载；利用不稳定的结构实现某些功能。结构与强度1、 结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。(P17马上行动)当结构收到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称之为内力。内力反映了材料抵抗外力破坏的能力。应力就是构件的单位横截面积上的内力。应力=内力/受力面积。可以作为表示结构构件强度的基本指标。影响结构强度的主要因素：结构的形状；使用的材料；构建之间的连接方式等。2、 例：结构的形状：(P17) 案例分析-吊兰的支撑架强度：不同形状的结构有着不同的强度。 结构的材料与连接：(P19)不
5、同材料构成的结构，其强度各不相同。结构是由若干个构建通过不同的连接方式组合而成的。连接的方式：铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。榫接、胶接、焊接等，如固定铁船架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。3、eg：有的矿泉水瓶上有若干突起的横向问路，它的作用是：增加瓶子的强度，受力不容易变形；增大了与瓶子的摩擦力。结构与功能1、结构不仅是事物存
6、在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的改变可能导致功能的变化。(例：伞与拐杖、多用起子)2、例：P21 自行车的结构与功能三、简单结构的设计结构设计应考虑的主要因素(下方2-)1、人们设计结构是为了完成某种人物或满足特定的需要。2、在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素而展开工作。3、结构设计的目标及要求(的具体)：结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标(1.目标)，应满足设计规范，满足使用者的基本需要(2.要求)。4、结构设计应考虑的主要因素(的具体)：符合使用者对设计对象的稳定性和强度的要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要
7、，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度，使结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能实现一定的功能的同时，还要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，即力求以最低的成本使所建造的结构达到预订的要求。安全总是至关重要的因素。5、结构设计-(与之有关的有)-美观、稳定性、强度、成本、功能、人的个性化需要、寿命、安全简单结构的设计案例-简易相片架的设计P26-28四、经典结构的欣赏1、优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。欣赏结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。技术
8、的角度主要有：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构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。文化的角度主要有：结构的文化寓意与表达，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。2、 例：赵州桥P30-31、飞檐P31-32、蛋形椅P32-33赏析角度：技术角度(1.功能 2.结构设计 3.技术施工) 文化角度盖里椅：没有扶手，椅面过于平直 结构：简洁大方，线条明快，有流动感。第二单元 流程与设计一、生活和生产中的流程认识流程流程的含义1、人类的生产、生活活动都是在一定的时间内发生、发展和结束的，都是为了一定的目按的按照一定的顺序和规则进行
9、的。2、这些步骤都有开始的时间和持续的时间，而且这一系列步骤都是按一定的先后顺序进行的。我们把这种时间上的先后顺序称为时序。任何一项生产或生活活动都有一定的时序。时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是不可颠倒的，有些步骤之间的时序是可以颠倒的。3、不可颠倒的时序往往反应了事物或活动的内在规律或机理，我们应尊重和遵循这些规律或机理。对于一些可以颠倒的时序，应注意分析和比较，并根据一定的目的和条件，进行适当的安排。4、对于一项活动，我们可以根据它的某种特征，或某个具体目标，将其分解为若干个过程或阶段。我们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
10、的过程称为环节。环节是一个相对的概念，依据问题性质的不同和不同人的理解，环节的划分可能会有所不同。环节中又包含若干可以分解的、目标更具体的事项。5、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。可以把流程理解为为了一定的目的去做事情的顺序。任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。流程的表达1、为了使流程的描述清晰可见，我们一般采用流程图来表达流程。发现与明确问题制定设计方案制作模型或原型优化方案编制产品说明书(P42) 依据流程的性质以及人们的表达习惯，流程可以用文字、表格、图示等方式表达，有些场合还可用模型、动画等方式表达。2、流程图中有的用箭头表达时序，有的用数字序号表达时
11、序，还有的用时间表达时序。3、流程图中的序号或方框反映了环节、工序的具体情况。4、在编制计算机程序时，经常要用程序流程图来表示算法，流程图中的方框、菱形框表示一定的环节，箭头表示程序流动的方向。生活与流程1、生活中处处都有流程。2、合理的流程对于生活的意义?：科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，使我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。减少生活中的盲目性。3、不合理的流程对于生活的?：(将”合理流程对于生活的意义”答案中动词改为反义词，即为答案)4、例：(P44)洗衣、煮饭与烧菜的流程安排用全自动洗衣机洗衣服(1h) 用电饭锅煮饭(30min) 烧菜(40mi
12、n) 吃饭(20min) 看报纸(10min)工序：串行并行 用时：60min+30min+40min+20min+10min=160min若把这三项工作交替安排进行，就可以收到事半功倍的效果。花70min，节省90min。5、生活中的流程对工作质量往往有着重要的影响。生产与流程1、在工农业生产中，我们要依据一定的流程来组织生产、管理企业。2、对于生产过程，有加工流程、组装流程、包装流程、质量检查流程等；对于企业经营过程，有原材料采购流程、市场销售流程、财务工作流程等。3、合理的流程对于生产的意义?：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、保护环境等。4
13、、不合理的流程对于生活的?：(将”合理流程对于生产的意义”答案中动词改为反义词，即为答案)5、例：(P45-46)软皮椅的生产流程流程中工序的作业方式串行和并行依次进行的工序，就是串行工序。串行工序的特点是，上一道工序完成之后才能进入下一道工序。同时进行的工序，就是并行工序。并行工序是多人或多台设备同时工作，这样可以大大提高生产效率。6、阅读：(P46)自动化生产流水线生产流水线：为了提高生产效率，降低成本，现代化的工业生产普遍采用生产流水线。生产流水线上的时序不可颠倒。它能控制生产严格有序地进行。组织流水生产，有利于提高劳动生产率，降低生产成本。自动化生产流水线：很多企业在传送带两旁使用计算
14、机控制的自动化机械手或机器人，代替工人的操作和劳动。它的速度更快，生产效率更高，产品质量也更好。7、例：(P47)轴承零件的淬火工艺流程8、在工农业生产中，是否严格按照流程中环节和时序的要求正确地进行生产，将直接影响到安全生产和产品的质量。如果违反了流程的要求，轻则造成经济损失，重则导致安全事故，造成生命财产的重大损失。9、课后：(P49)1.小黄在修理被扎破的自行车后轮胎时，由于工具不全，就没有研磨洞周围的胎皮，用胶直接把补丁贴上去。你估计这将会出现什么后果？为什么会这样？二、流程的设计1、人类生产和生活中的流程不是自然存在的，而是靠人们研究和设计出来的。流程设计对于指导人们的工作和生活、有
15、效地组织生产起着关键性的作用。2、流程设计是一项技术性很强的工作。3、应以科学、严谨的态度，充分考虑流程设计中的基本因素和相关因素，遵循事物的内在性质、规律进行设计。流程设计应考虑的基本因素流程设计的目标1、设计一个流程首先应明确流程要实现的具体目标。2、对于工作和生活方面的流程设计，主要应考虑如何节省时间、提高工作效率、提高工作质量等目标。3、对于生产活动的流程设计，主要应从提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、提高经济效益、提高管理水平等方面明确设计的目标。流程设计应考虑的基本因素1、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、资金和环境等。材料：不同的材料有不同的加工处理方法。工艺：不同产品的工艺要求各异，流程设计也不同。设备：生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。人员和资金：人缘的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期，是进行流程设计必须考虑的主要因素。环境：生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用，是流程设计时应关注的重要因素。2、流程设计中应考虑的基本
