1.2 典型结构分析-【新教材】2020-2021学年地质版（2019）高中通用技术必修《技术与设计2》课件

第二节典型结构分析 教材p10-p19 问题思考 衣帽架悬挂衣帽需要承受一定的力，不同结构类型的衣帽架承受的力可能有所不同。你认为衣帽架主要承受哪些力? 不同的结构，能承受不同的力，抵抗不同的变形。结构如何承受力?如何抵抗变形? 一、单杠结构分析 (一）单杠的结构 单杠是常见的休育器械，结构并不复杂,如图1-16所示。单杠的构件有杠体、立柱和拉杆。杠体是器械的主体,立柱和拉杆共同支撑杠体并承受荷载。单杠为什么要采用这样的结构呢?这需要做受力与变形分析。 问题思考 构件可由不同材料构成。图1-16所示的单杠，其构件各有什么特点?它们为什么要这样搭配和组合? 阅读材料 拉伸、压缩与弯曲 构件受到外力F作用时，会发生形状或大小的改变，这种改变常称为变形。变形有的明显，有的不明显。 前面的实例中，吊车的吊绳承受的外力是拉力，拉力所产生的变形为拉伸;板凳腿承受的外力是压力，压力所产生的变形为压缩。拉伸和压缩都是荷载作用的结果。 当杆件受到与杆轴线相垂直的外力作用时，杆件产生的变形为弯曲。发生弯曲变形的杆件,称作梁。 当板凳很长时,凳面可视为梁。此时凳面在人的体重(或重物)等外力作用下,会发生弯曲变形，只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。而跳水的跳板发生的弯曲变形却是非常明显的。弯曲变形如图1-17和图1-18所示。 问题思考 长条板凳的凳面和跳板，同视为梁。然而,在使用中,不让前者发生明显变形，却让后者发生明显变形。这是基于什么考虑而设计的? (二）杠体的受力与变形 当杆件受到垂直于杆件轴线的外力(通常称为横向力)作用时,杆件将发生弯曲变形。弯曲变形的特点是杆件轴线由直线变成曲线，变形杆件绕杆件原轴线做相对转动。 单杠的杠体作为一种结构的基本构件，其工作状态不完全与跳板相同。单杠可视为一种具有双支撑点的梁，而跳板是只有单支撑点的梁(悬臂梁)。两者的支撑情况有别,受力与变形情况也就不一样。 运动员在杠体上做各种动作，如大回环等，通过握杠体的手，对杠体施加了外力，即回转运动产生的离心力，使得杠体发生弯曲变形。值得注意的是,杠体弯曲变形的方向,是随人体回转所到的空间位置变化而变化的，即杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲。 (三）立柱、拉杆的受力与变形 单杠的立柱,是总荷载(杠体和人体）的主支撑单元。当人体静挂或静骑在杠体上时，两根立柱只承受压力。 如图1-19所示,立