结构与强度
复合材料的结构与强度
复合材料的结构与强度复合材料（Composite Materials）是指由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的新型材料。
它可以充分发挥各种材料的优点，兼顾不同材料的性能要求，从而具备了独特的结构和强度特点。
本文将从复合材料的构成和制备方法、结构、以及其强度方面进行论述。
一、复合材料的构成和制备复合材料通常由纤维增强体和基体两部分组成。
纤维增强体可以是玻璃纤维、碳纤维、有机纤维等，负责承担载荷；基体则起到支撑和保护纤维的作用，可以是塑料、金属等。
通过将纤维和基体有机地结合在一起，复合材料能够充分利用各个组分的特性，实现性能优异的结构。
制备复合材料的方法主要有层叠法、注塑法和浸渍法等。
层叠法是将纤维和基体逐层叠加，然后进行热压或过热固化，使其形成坚固的结构；注塑法是将纤维与基体混合，然后通过注射或挤出塑料使其形成所需的形状；浸渍法则是将纤维浸泡在基体中，使其充分渗透，然后进行固化。
二、复合材料的结构复合材料的结构可以分为纤维增强体的排列方式和纤维方向两个方面。
纤维增强体的排列方式包括单向排列、交叉排列和随机排列。
单向排列是指纤维沿一个方向进行排列，能够承受沿该方向的载荷最大；交叉排列是指纤维交错穿插在基体中，能够均匀承受载荷；随机排列是指纤维随机分布在基体中，能够增加材料的韧性。
纤维方向是指纤维在基体中的方向分布。
单向纤维材料具有明显的各向异性，只能在纤维方向上承受较大的载荷；而交叉纤维材料因为纤维方向的交叉，可以在多个方向上均匀分布载荷，具有较好的综合性能。
三、复合材料的强度复合材料相对于传统材料具有较高的强度和刚度。
这主要得益于纤维的增强作用和基体的支撑作用。
纤维增强体能够增强材料的强度，使其能够承受较大的拉伸或压缩力。
不同类型的纤维具有不同的优点，如玻璃纤维具有较高的强度和刚度，碳纤维具有轻质且高强度等，通过选择不同的纤维可以得到适用于不同工程领域的复合材料。
基体的作用是支撑纤维，为纤维提供保护。
强度与结构
1、重力与浮力是引起船体梁总纵弯曲的主要外力。
2、载荷q(x)以向下为正；剪力N(x)以作用在梁微段dx左剖面向下为正（或右剖面向上为正）；弯矩M(x)以使船体梁发生中部向上拱起，首尾两端向下垂的弯曲为正（这种弯曲状态称为“中拱”；反之，船中部下垂，首尾两端向上翘起的弯曲状态为“中垂”）。
第二章船体总纵强度计算
1、可能出现最大弯曲应力的剖面称为危险剖面或计算剖面。由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在船中0.4倍船长范围内，所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—含有最大的舱口或其它开口的剖面，如机舱、货舱开口剖面。
船体剖面模数：W=I/|Z|，是表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性，也是衡量船舶总纵强度的重要标志。在货舱区域内应至少计算七个横剖面上的应力，其部位如下：（1）机舱前端（2）开口长度的前端（3）在开口长度内再取五个剖面，其中至少有三个在0.4倍船长范围内（4）所有结构突变处的剖面。
11、坦谷波形的绘制方法：若以半径为R的圆盘（滚圆），沿直线AB滚动时，圆内一距圆心为r的定点P所描绘的轨迹，即为一坦谷波曲线。将直线AB（即波长）及滚圆圆周各分为数量相同的n等分（通常为八等分），分别以各等分点O0、O1 。。。O8为中心顺次将滚圆逆时针旋转360/n,记下p点的不同位置，连接各点的光滑曲线即为坦谷波曲线。在船体总纵强度计算中，通常都根据各理论站号上波面垂向坐标的相对值y/来绘制坦谷波曲线。
9、波浪要素包括波形、波长与波高。坦谷波理论：二维波的剖面是坦谷波曲线形状。两相邻波峰或波谷之间的水平距离是波长；波高是波谷底到峰顶的垂直距离。特点：波峰陡峭，波谷平，波浪轴线上下的剖面积不相等。
10、传统的标准计算方法：（1）将船舶静置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行，船舶与波浪处于相对静止状态（2）以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长（内河船舶斜置于一个波长上），计算波高按有关规范或强度标准选取（3）取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别计算。
结构的强度与稳定性
苏州的虎丘塔
思 考：各种斜塔为什么斜而不倒？
1
2
Hale Waihona Puke 3结论：物体的重心所在点的垂线落在结构底座的范围内 ，物体就不会翻倒，就是稳定的。
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。
A、A字形梯为什么载人时能够保持 稳定？如果没有梯子中间的拉杆将 会怎么样？ 一般情况下，梯子打开的时候， 梯面与地面组成三角形，梯子本身就 能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉 直时，两个梯面的上半部分就与横杆 构成了稳定的三角形，这就进一步加 强了梯子的稳定性，保证梯子能承受 人体的压力。如果没有梯子中间的拉 杆，载人时就不能保持稳定。
[探究1]：
拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳 定性不好。怎样将它直立在桌面上，让它就能很好的挺立住？
因素一：支撑面积的大小
1.稳定性与支撑面积的大小有关 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
A.落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们都有一个比较 大的底座
结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定 。
小结 一、结构的强度 影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材 料与连接 二、结构的稳定性 影响结构稳定性的三个因素：重心位置、支撑面 积的大小和结构的形状
B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？
大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力， 水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要 求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的 支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。
C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？
为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。
σ =N/S
外力
内力
P
N
影响结构强度的主要因素
机械结构与强度计算
机械结构与强度计算机械结构是指机械设备或机器的组成部分，它们的设计和分析需要进行结构与强度计算。
结构和强度计算是机械工程中重要的一部分，它涉及力学、材料科学和计算机技术等多学科知识。
本文将介绍机械结构与强度计算的基本原理和方法。
一、结构计算结构计算是指对机械结构进行强度和刚度等方面的计算以确定其可行性和稳定性。
在结构计算中，需要考虑的主要因素包括应力、变形、振动和疲劳等。
以下是结构计算的主要内容：1. 应力分析应力分析是结构计算的基础，它通过建立力学模型和应用力学原理来计算结构中的应力分布。
常用的应力分析方法包括解析分析、有限元分析等。
2. 材料性能材料性能是进行结构计算的重要参考依据，它包括材料的强度、刚度、韧性等。
在结构计算中，需要将材料的特性参数考虑进去，以保证结构的安全可靠。
3. 变形分析变形分析是指计算结构在外部载荷作用下的变形情况。
通过变形分析，可以了解结构在工作条件下的变形程度，从而确定结构的稳定性和刚度。
4. 振动分析振动分析是指计算结构在工作状态下的振动情况。
振动分析有助于了解结构的固有频率和共振问题，从而避免振动引起的破坏或性能下降。
5. 疲劳分析疲劳分析是指计算结构在多次循环加载下的寿命和疲劳破坏情况。
通过疲劳分析，可以预测结构在使用寿命内的可靠性和安全性。
二、强度计算强度计算是指对机械结构的强度进行评估和验证，以确定结构是否能够承受外部载荷。
以下是强度计算的主要内容：1. 载荷分析载荷分析是指计算机械结构在受到外部加载时的应力情况。
通过载荷分析，可以确定结构在各种工况下的承载能力。
2. 安全系数安全系数是指结构的承载能力与设计荷载之间的比值。
在强度计算中，需要将安全系数考虑进去，以保证结构在正常工作状态下不会发生破坏。
3. 设计优化设计优化是指通过优化设计来提高结构的强度和性能。
在强度计算中，可以通过改变结构的几何形状、材料选择等方面来实现设计优化。
4. 破坏分析破坏分析是指对结构破坏的类型和原因进行分析。
结构的强度与稳定性
不可相对 运动式
准确配合
连接牢固
车圈与辐条
钢一琴系等列乐常器为或金某属些得机链器环上或可环以形按物下弹起得部件
知识拓展:
大家把刚才得矩形方框拿 出来,讨论一下,可以通过什么样 得方式使她更加结实。
稳定性概念
F
倒摆
稳定性概念
稳定指得不就是状态绝对不变,而就 是指受扰后,允许状态有所波动,但当扰动 消失后,能重新返回到原平衡状态,即为稳 当;不能回到原有平衡状态,为不稳定。
小结:
一、结构得强度 :就是指结构具有抵抗 被外力破坏得能力。
二、影响结构强度得主要因素:
1、材料
2、形状
3、连接方式
三、结构得稳定性 结构具有阻碍翻倒或移动得特性,就就
是结构稳定性。 四、影响结构稳定性得因素
1、几何形状 2、支撑面积大小 3、重心位置
1、我们经常看到马路旁边得广告牌后面得支撑架就 是三角结构得,从这种现象中我们可以看出以下哪个 因素影响着结构强度？ A、材料 B、形状 C、构件 D、连接方式
2、以如下方式放置得并注入不同数量得水,稳定性最 差得就是:
3、如图一张圆桌,不能使她更加稳固得方法就是:
A、使用较重得大理石做桌子与地面得接触部分,木材做 桌面 B、使用较重得大理石做桌面 C、如使用木材制作桌子,各部分大量采用榫接得方式 D、增大桌子底部得支撑面面积
实际应用: 广告牌得抗风问题
试验结论:结构强度与构件得 形状 有关。
技术试验三
试验材料:四根木条、四枚钉子、锤子 试验方法:
钉接
榫接
试验结论:结构强度与构件得_连__接__方__式有关。
从被连接件间得状态关系来分类
连接方式
常见得技术 与方法
第三节 结构的强度与稳定性
中间有焊接缝的 钢管受到撞击时 容易损坏
因为有连接点
小试验
这是一种我们生活中的现象，在没吹它时它是稳定的，后 来它为什么会翻倒呢？
当这些物体受到外力作 用时，原有的平衡状态 被打破导致的
二、结构的稳定性
结构的稳定性——在荷 载作用下维持其原有平衡状 态的能力。
1、什么叫稳定？ 释 例：生活稳定 义 学习稳定 情绪稳定 物价稳定 a.在一定时间里没有太大的变化，保持一种平衡 状态。 b.这种平衡状态并不是指状态绝对不变，而是受 到干扰后，允许状态有所波动。 c.但干扰消失后，能重新返回到原来的平衡状态。
不稳定的结构应用： １.倒置的啤酒瓶可以预报地震。 ２.在打水的桶口边挂一重物， 在水面时能自动翻倒打水。
练习
(1)货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？
(2)临时摆放的屏风为什么摆成Z字型，而不摆成一 字型？分析不同垒法的墙，当施加同样的力时，哪 种垒法的墙不容易推倒？
答：结构的形状影响结构的稳定性。
2、结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳 定性。
[探究1]：
拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳 定性不好。同样的一本书，把它的下端各书页展开一定的角 度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。
因素一：支撑面积的大小
1.稳定性与支撑面积的大小有关 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？
为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。
注意： 支撑面≠接触面。 接触面:是物体与地面接触形成的面。 支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。
增大与地面接触所形成的支撑面积， 增加稳定性
[探究2]：落地扇为什么不易倾倒？
结构的强度与稳定性
1.结构稳定性 2.影响结构稳定性的主结构与强度，结构与 功能
结构与强度
结构的强度(Strength)是指结构具有抵抗被 外力破坏的能力.
拔河
绳子的强度
强度与稳定性的联系与区别
稳定性是研究结构保持平衡状态的能力 强度是研究结构不被外力破坏的能力
下列物品一般不是利用降低重心高度来实 现稳定性状态的是（）
A 电风扇的底座 B 不倒翁
C 汽车的底座
D 溜冰鞋
如图所示是我们日常生活中经常使用的瓷 碗，这种碗的碗脚在制作上用料一般较厚， 采用这种设计的主要目的是为了（）
A 不太烫手
B 美观
C 增加强度
D 增加稳定性
自行车的三脚架是（）
A 框架结构
B 壳体结构
C 实体结构
D 组合结构
自行车要前行，人要不断地踩脚踏板，此时自行 车中轴主要受到的力是（）
A 压力
B 剪切力
C 拉力
D 扭转力
自行车的挡泥板是（）
A 框架结构
B 壳体结构
C 实体结构
D 组合结构
探究活动
背景材料： 在生产生活中，我们经常会遇到开会、听
报告等集体活动，在会议上，我们需要做 书面记录。由于受场地的限制，为使容量 最大化，多数会议室只安装固定椅子没有 桌子，从而给我们的书写带来不方便。 问题提出：如何解决书写不方便的问题？
构件的连接方式
连接方式
连接特性
应用实例
铰连接
被能连相接 对的移构动件，在可连相接对处转不动。门折接与叠门式框雨合伞页伞连骨接连，
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。
焊连接、木凳的榫 结构，胶合物品。
机械设计中的结构优化与强度验证的方法与案例研究
机械设计中的结构优化与强度验证的方法与案例研究近年来，随着科技的不断进步和机械工程的迅速发展，结构优化与强度验证在机械设计中变得越来越重要。
本文将介绍一些常用的结构优化方法，并以实际案例进行验证，以探讨机械设计中的结构优化与强度验证方法。
一、结构优化方法1. 参数化设计：参数化设计是结构优化的基础，通过对设计对象进行参数化，将设计问题转化为参数寻优问题。
通过调节设计参数的取值，在不同的参数组合下得到最优解，提高设计效率和性能。
2. 拉丁超立方抽样：拉丁超立方抽样是一种常用的试验设计方法。
通过在参数空间中均匀分布采样，保证参数的全覆盖性和均衡性，从而得到可靠的实验数据，用于结构优化和强度验证。
3. 拉格朗日乘子法：拉格朗日乘子法是一种常用的约束优化方法。
通过引入拉格朗日乘子，将约束条件转化为目标函数的一部分，通过最小化目标函数来实现结构优化与约束条件的平衡。
二、强度验证方法1. 有限元分析：有限元分析是一种常用的强度验证方法，通过将结构离散成有限个单元，求解每个单元的变形和应力分布，从而获得结构的强度信息。
有限元分析可以根据不同的加载条件和材料性能对结构进行强度评估。
2. 疲劳寿命预测：在机械设计中，疲劳失效是一种常见的失效模式。
通过采用疲劳寿命预测方法，可以根据结构的应力历程和材料的疲劳性能，估计结构在特定循环次数下的疲劳寿命，从而预防结构的疲劳失效。
3. 振动测试：振动测试是一种常用的强度验证方法，通过施加不同频率和幅值的振动载荷，对结构进行振动测试。
通过分析结构的响应和振动特性，评估结构的强度和稳定性。
三、案例研究以一辆汽车底盘的设计为例，介绍机械设计中结构优化与强度验证的方法。
首先，通过参数化设计，将底盘的结构参数进行参数化，如悬挂点位置、板厚等。
然后，采用拉丁超立方抽样方法，对参数进行采样，并进行有限元分析。
通过有限元分析，得到底盘在不同参数组合下的应力和变形情况。
接下来，根据有限元分析的结果，采用拉格朗日乘子法对底盘进行结构优化。
施工中的结构设计与强度分析
施工中的结构设计与强度分析随着城市建设的不断发展，施工工程在我们的日常生活中占据了重要地位。
而结构设计与强度分析作为施工过程中不可或缺的一部分，对于确保工程的安全与可靠性至关重要。
本文将就施工中的结构设计与强度分析进行探讨，以便更好地理解其在建筑领域中的重要性。
一、结构设计的意义结构设计是指在施工工程中，根据工程设计要求和各项规范，合理选择和布置建筑材料和构件，确定各构件的截面尺寸、型式和连接方式，并确定其相互作用，以满足工程的强度、刚度以及稳定性等要求的过程。
结构设计的意义主要体现在以下几个方面：1. 确保工程的安全性：结构设计的核心目标是确保工程的安全性，合理选材、布置和构造可以有效减少工程事故的发生概率，保障人身安全。
2. 提高工程的可靠性：结构设计的合理性直接影响到工程的可靠性，提高结构的稳定性和承载力，使工程在使用寿命内不发生过度变形和破坏，从而延长工程使用寿命。
3. 节约资源：通过科学的结构设计，可以合理选材和布置，减少浪费，降低施工成本，实现资源的最优利用。
二、结构设计过程结构设计是一个复杂而系统的过程，主要包括以下几个步骤：1. 工程现场勘测和资料收集：在进行结构设计之前，需要对工程现场进行详细勘测，收集相关数据和资料，包括地质地形环境、设计要求、各项规范和标准等。
2. 力学分析：通过对工程所受外力的分析，计算出结构所承受的力的大小和方向，包括静力学分析、动力学分析等。
3. 结构选型：依据力学分析的结果，结合材料的力学性能和使用要求，选择合适的结构类型和构件尺寸。
4. 结构计算：根据结构选型，进行详细的结构计算，包括截面验算、构件验算和整体结构的校核。
5. 结构布置和构造设计：根据结构计算的结果，确定结构各构件的布置和连接方式，编制详细的结构施工图纸。
三、强度分析的重要性强度分析是对结构在受到外力作用下的抗力性能进行评估的过程。
通过强度分析，可以预测结构在施工和使用阶段的强度表现，为工程的安全和可靠性提供依据。
通用技术-第一章第三节结构的强度与稳定性(第一课时)
以轨道交通为例，对其轨道结构的强度和稳定性进行检测与评估， 确保列车运行的安全性和稳定性。
04
提高结构强度与稳定性的方 法
材料选择与优化
选用高强度材料
采用高强度钢材、混凝土等材料，以提高结构的 承载能力和稳定性。
优化材料配比
通过调整材料的配比，如混凝土中的水泥、骨料、 水等比例，以达到最佳的强度和稳定性。
结构形式
结构设计
合理的结构设计能够提高结构的强度 和稳定性，避免因受力不均导致结构 破坏。
连接方式
连接方式对结构的整体性有着重要影 响，合理的连接方式可以提高结构的 强度和稳定性。
结构尺寸
结构尺寸的大小直接影响结构的刚度 和稳定性，过大的尺寸可能导致结构 失稳，过小的尺寸则可能使结构过早 破坏。
环境因素
引入增强材料
在结构中加入纤维增强材料，如碳纤维、玻璃纤 维等，以增强结构的抗拉、抗压性能。
结构设计优化
精细化设计
01
采用先进的计算和分析方法，对结构进行精细化设计，优化结
构的受力分布和传力路径。
引入冗余设计
02
通过增加结构中的冗余构件和连接方式，提高结构的可靠性和
稳定性。
考虑环境因素
03
在设计中充分考虑环境因素对结构的影响，如温度、湿度、腐
结构强度通常通过材料的力学性能和结构的几何形状、尺寸、连接方式等因素来体 现。
结构强度是保证结构安全稳定的重要因素之一，也是结构设计时需要考虑的重要指 标。
结构稳定性的定义
结构稳定性是指结构在受到外力 作用时保持其原有平衡状态的能
力。
结构稳定性通常与结构的形状、 尺寸、支撑条件、材料特性等因
素有关。
05
结构案例分析-结构的稳定性和强度
B：为什么大坝的横截身的重力， 水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必 须要求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触 所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。
C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？
这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面 积，增加稳定性。 注意： 支撑面≠接触面。 接触面:是物体与地面接触形成的面。 支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面 构成的面。
应力和强度的关系： 这只是我们一个笼统的说法，我们如何来衡量一件 东西的强度呢。那就要用到我们学习的应力的知识
应力——构件的单位面积上产生的内力。 关系式为：
F s= S
马上行动：
根据你的生活经验填写下表： 结果 竹竿比脆性塑料 杆能挂更多的重 物而不会断裂 原因 不同材料的抗拉 性能不同
事件 分别在一根竹 竿和一根同样尺 寸的脆性塑料杆 上不断加挂相同 质量的重物 沿着垂直于重 心线的方向撞击 一根完整的钢管 与用同样的方法 撞击一根中间有 焊接缝的钢管
复习
• 什么是结构？
结构是指事物的各个组成部分之间的 有序搭配和排列。 从力学角度来说，结构是指可以承受 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。
第二节 典型案例分析 －－结构是怎样受力的
单杠的受力和变形分析
• 把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、 拉杆。
单摆实验示意图
F
球
小球对固定点的作用力的方向，从固定 点指向小球球心所处的瞬间位置。
这条板凳、这个防盗网的强度是怎样的，也就是指它受 到外力作用的情况下，它不被外力破坏的能力如何。 所以说结构的强度是指： 结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
强度与稳定性的联系与区别：
建筑物的结构性能与强度分析
建筑物的结构性能与强度分析随着城市建设的不断发展，建筑物的结构性能和强度分析越来越受到重视。
在建造和维护建筑物的过程中，了解其结构性能和强度分析是非常重要的。
本文将探讨建筑物的结构性能与强度分析的关键概念和方法。
一、结构性能的定义与重要性结构性能是指建筑物在承受外部力作用下的变形性能和抗震性能。
它直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
因此，对于建筑物结构性能的准确评估非常重要。
建筑物的结构性能涉及多个方面，包括荷载承受能力、变形性能和抗震性能等。
荷载承受能力是指建筑物在外部荷载作用下的变形程度，也称为结构刚度。
变形性能是指建筑物在荷载作用下的变形能力，包括水平变形和垂直变形。
抗震性能是指建筑物在地震作用下的抗震能力，主要考虑建筑物的地震反应和倒塌风险。
二、结构性能分析的方法1. 力学分析方法力学分析方法是建筑物结构性能分析的基本方法。
它基于力学原理和方程，考虑建筑物受力和变形的关系。
通过求解结构的内力和变形，可以评估建筑物的结构性能和强度。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是一种通过计算机模拟建筑物受力和变形的方法。
它基于有限元分析或其他数值方法，将结构分割为有限的单元，并通过数值模拟计算结构的内力和变形。
这种方法可以更准确地预测建筑物的结构性能和强度。
3. 实验测试方法实验测试方法是通过在实验室或现场进行物理试验，测量建筑物在不同荷载作用下的变形和破坏情况。
通过实验数据的分析，可以评估建筑物的结构性能和强度。
三、结构强度分析的重要性结构强度分析是指对建筑物承受的荷载进行评估，以确定结构的强度和承载能力。
它是保证建筑物安全可靠的基础。
结构强度分析需要考虑建筑材料的力学性能和结构的静力学特性。
通过分析建筑物的荷载和材料特性，可以确定建筑物的强度和承载能力。
在设计和施工过程中，结构强度分析对于确保建筑物能够承受正常和突发荷载至关重要。
四、结构性能与强度分析在工程实践中的应用结构性能与强度分析在建筑工程中具有广泛的应用。
结构与强度
不同的材料用不同的连接方式， 不同的连接方式，强度也不同。
1、一个用4根吸管钉成的相框，使它更牢固 的做法是什么？
2、解剖纸质包装箱，观察横截面，解释其作 用。
1、分体式空调外 机能不能象室内 机那样直接挂在 墙壁上？
2、有的矿泉水瓶子上有凹凸的横向纹路，作用是什么？
作业：观察生活中的各种结构，思考增加结 构强度的方法。
因素1：结构的形状 因素2：构件的材料 因素3：构件的连接
使用强度较大的竹签来制作刚才的悬挂结构。
构件的连接方法举例：
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。（例如松螺栓，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。（例如榫接、胶接、焊接等）
注：悬挂点到铁架台距离不小于10厘米。
影响结构强度的主要因素有哪些？
因素1：结构的形状
结构整体形状 三角形结构可以增大结构的强度。
用几张A4纸制作一个尽可能牢 固的桥面,放置勾码盒，宽度约为 7-10cm 。
影响结构强度的主要因素有哪些？
因素1：结构的形状
结构整体形状 构件截面形状
江苏省太仓高级中学
黄
清
结构的稳定性:
是指结构在负载的作用下维持其 原有平衡状态的能力。
形状合理、重心较低、底部支撑面积 较大的结构稳定性比较高。
结构的强度:
结构具有的抵抗被外力破坏的 能力。
强度大的结构未必稳定。
稳定的结构未必强度大。
影响结构强度的主要因素有哪些？
用不超过三根吸管、大头钉、橡皮筋 等材料制作一个结构，连接在铁架台上， 并测试最多能够承受多少勾码。
影响结构强度的主要因素有哪些？
结构与强度 - 结构与强度
四、作业：
请同学们完成教材20页的三个“探究”，课后练习第2 题。
3、如果选择钢材代替木质材料，凳子的强度会有 怎样的变化？
结论3：构件的材料影响结构的强度。
讨论：你知道生活生产中有哪些常见材料？
4、相同材料，强度一定相同吗？
结论4：构件的材料截面形状影响结构的强度。
阅读教材18页：构件的截面形状以及“小试验”。
不同截面形状的构件，其强度有所差 别。但具体哪一种截面形状的构件强度最 大是不能够随便下结论的，还要看它具体 使用的环境及受到外力的情况等等。
第二节 稳固结构的探析
第二课时 结构与强度 授课人：马 磊
演示试验：简易梁的破坏性试验
一、结构的强度
结构的强度：是指结构具有的抵抗 被外力破坏的能力。
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变化，产生一 种抵抗的力，称为内力。
应力——构件的单位面积上产生的内力的因素之间不是孤 立的，通常情况下我们要综合考虑各 种因素，来提高结构的强度。
三、课堂小结
1、结构的强度：结构的强度是指结构具有的抵抗 被外力破坏的能力。一般而言，一个结构的强度取决 于它对张力和压力两方面的反应能力。
2、影响结构强度的主要因素：结构的形状、构 件的连接方式、构件的材料以及构件的截面形 状。这些因素之间又不是孤立的，通常情况下我们要
阅读教材19页了解构件的连接方式一般有哪些构件的连接方式通常有以下两类铰连接刚连接讨论你知道生活生产中有哪些常见材料3如果选择钢材代替木质材料凳子的强度会有怎样的变化结论3构件的材料影响结构的强度
复习
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。
影响结构的稳定性的因素主要有：重心 位置的高低、结构与地面接触所形成的支 撑面的大小和结构的形状等。
结构与强度
结构与强度
二、结构与强度
结构的强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
二、结构与强度
影响结构强度的主要因素
一、结构的形状——外部形状
三角形是框架结构最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。
二、结构与强度
影响结构强度的主要因素
结构的形状——构件的横截面形状
二、结构与强度
思考：钻石为什么有令人难以置信的强度？
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。有胶接、焊接、榫接。
榫接是指榫头插入榫眼或榫槽的接合方式，靠材料的摩擦力将 两块材料固定在一起
胶接
焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷 却凝固后便形成材料之间的连接。
二、结构与强度
影响结构强度的主要因素
二、结构的材料ຫໍສະໝຸດ 二、结构与强度二、结构的材料
混泥土抗压，钢筋抗拉力
二、结构与强度
影响结构强度的主要因素
三、结构的连接
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。如：折叠伞伞骨间的连接，门与门框的连接等。
二、结构与强度
影响结构强度的主要因素 三、结构的连接
混凝土孔结构与强度关系理论研究共3篇
混凝土孔结构与强度关系理论研究共3篇混凝土孔结构与强度关系理论研究1混凝土孔结构与强度关系理论研究混凝土作为建筑材料，其力学性能受多种因素影响。
其中混凝土中的孔结构对其力学性能有很大影响。
本文将从孔结构对混凝土强度的影响、孔结构设计对混凝土强度提升的措施等方面进行理论研究。
1.孔结构对混凝土强度的影响混凝土中的孔结构对其强度的影响是非常重要的，其中主要包括以下三个方面：（1）孔径大小对混凝土强度的影响混凝土中的孔隙大小是混凝土强度的一个重要因素。
孔径越小，混凝土的强度越高，因为孔结构的存在会影响混凝土内的应力分布，导致混凝土强度降低。
（2）孔洞形状对混凝土强度的影响混凝土中的孔洞形状也会影响其强度。
例如，球形孔洞的强度比其他形状的孔洞强度高，这是因为球形孔洞的应力集中程度要比其他形状的孔洞低。
（3）孔隙度对混凝土强度的影响混凝土中的孔隙度也是影响强度的因素之一。
孔隙度越大，混凝土的强度越低，因为孔隙度大，混凝土内的应力分布不均匀，导致混凝土强度的下降。
2.孔结构设计对混凝土强度提升的措施为了提高混凝土的强度，需要采取一些措施来优化混凝土的孔结构设计，其中有以下几点：（1）混凝土中采用小孔径的橡胶颗粒通过将橡胶颗粒掺入混凝土中，可以减小混凝土中的孔径，提高混凝土的密实性和强度。
（2）优化混凝土的配合比通过调整混凝土的配合比，可以控制混凝土中孔隙度的大小，从而提高混凝土的密实性和强度。
（3）采用纤维增强混凝土技术在混凝土中加入合适的纤维可以增加混凝土的强度和抗裂性。
综上所述，混凝土孔结构对其强度的影响是很大的，优化混凝土的孔结构设计有利于提高混凝土的强度和密实性。
通过采取一些措施来优化混凝土的孔结构设计，可以提高混凝土的力学性能，延长混凝土的使用寿命。
混凝土孔结构与强度关系理论研究2混凝土结构中的孔洞是由于其内部的气泡或者空隙引起的，而这些空隙会对混凝土结构的力学性能产生影响。
因此，混凝土孔结构与其强度之间具有紧密的联系，对其进行深入的理论研究对于工程实践具有重要意义。
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4. 收集建筑物坍塌、扭曲或 断裂的案例 , 从结构的角度分析 其问题所在。
3 结构与功能
结构不仅是事物存在的一种 形式 , 而且对事物的功能和作用 产生着直接影响。
1. 观察学校的篮球架 , 并 思考 : 篮球架要有较高的稳定 性 , 需具备哪些条件 ?
2. 观察家庭或酒店的屏风 , 你认为它的结构形式有哪些 ? 制 作屏风一般选用哪些材料 ?
3. 设计一个简易的壁挂式 书架 , 综合考虑它的稳定性和 强度 , 并选择合适的材料加以 制作。
各种框架 , 它们的构件的 横截面形状各种各样 , 有工字 形、十字形、长方形、 L 形、 圆形、U 形等。不同横截面 形状的构件所能承受力的程 度是不一样的。
恐龙与拱型结构
结构的材料与连接
两类连接方式: 1. 饺连接 : 被连接的构件 在连接处不能相对移动 , 但可 相对转动 。 2. 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 。
2 结构与强度
结构的强度 : 是指结构具有的抵抗
被外力破坏的能力。
影响结构强度的主要因素:
＊ 结构的形状、 ＊ 使用的材料、 ＊ 构件之间的连接方式。
等因素有密切的关系。
结构的形状
三角形
是框架结构中最基本的形状 之一。它结实、稳定 , 所用 材料 最少。
钻石:
有令人难以置信的强度 , 就是因 为它的分子结构为四面体 , 每个四 面体都有四个角、四个面 和六条边 , 每一个面都是三角形。