高二通用技术 第四节学做结构设计(上课)

高二通用技术 第四节学做结构设计 (上课）
问题思考
5、杆件的长度、横截面尺寸与结构的什么性 能有关？
与结构的强度有关
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问题思考
6、应采用什么形状的杆件？
应采用方形倒楞杆件
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问题思考
7、这种衣帽架有些什么缺点？
载荷量小，稳定性差
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（二）支架的结构分析： 1、支架的支撑形式的选择。 2、支架构件的截面形状以及连接。
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（三）相框与支架之间的连接
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方案A
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问题思考
3、从强度的角度看，它的最薄弱处在哪里？ 每个杆件中间和两头有孔，供杆个间连接固定 用，但孔处杆件横截面积减小，应力变大，杆 件的抗弯能力降低，连接处就容易损坏。
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问题思考
4、这种结构稳定吗？为什么？
不稳定。因为它采用的是矩形框架结构， 并采用铰接的连接方式，所以无法稳定。
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简易相片架的制作
设计要求： 1。能方便地取放照片。 2。具有一定的稳定性 和强度。 3。具有一定的装饰性。
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设计分析：
（一）相框的结构分析： 1、相框的几何形状选择。 2、相框构件之间的连接。 3、相框构件的截面形状。
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⑦应考虑哪些与安全有关的问题？
整个结构的稳定性、各构件的强度及连接 方式等都与安全有关。
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2、秋千结构设计
（1）在分析讨论的基础上，确定结构设计方案， 包括：结构框架构成；各种构件的材料、尺寸（必 要时分别给也视图和截面图）；各构件的连接与方 式等。
方案C
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充分发挥你的想象力设计一个相片架。
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Baidu Nhomakorabea
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【问题思考】 设计的一般过程是怎样的？
①发现和明确问题； ②制定设计方案； 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。
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一、壁挂式简易衣帽架原型制作
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2、确定设计方案
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（1）根据使用的需求，确定杆件的数量。 （2）根据荷载的分析，选定制作杆件和小横 桩的材料尺寸。 （3）画蓝图，标明比例尺。 （4）小组讨论，考虑问题7，做必要改进， 确定方案。
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创意相框设 计
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显创意、展风采
各小组先用5分钟完善自己的设计并讨论一 份说明书，介绍本小组的设计，然后参加“显 创意、展风采”班级简单结构设计大赛，用3 分钟左右时间介绍自己的设计，由评分员评分， 最后根据分数选出一、二、三等奖
温馨提示：桥梁模型设计，主要从桥梁 的类型、作用、成本、稳定、强度； 相框设 计主要从强度、安全、审美、个性、功能、 创意、成本、功能等方面介绍
性能
优点
缺点
复杂性
易实现性
安全性
其他
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问题
①秋千的各构件分别承受了怎样的力它们是怎样 抵抗变形的？
横梁受弯曲力、剪切力，立柱受压力、弯曲力、剪切 力，拉杆受拉力。
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问题
②这种秋千与单杠在功能要求、结构要求、结构 方式等方面，有何同异？
不占地面，使用方便； 古朴、美观。
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问题思考
1、这种衣架属于什么结构类型？
框架结构
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问题思考
2、当小横桩一挂有衣物时，各杆件要承受哪些力？
要承受拉力
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【活动】学生绘制正规图纸
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【活动】制作原型
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【问题探讨】
明确结构设计应解决哪些问题？
1、明确结构的功能是什么。 2、从功能角度进行结构的强度和稳定性的分析。 3、确定设计方案。 4、选择什么材料（包括材料的种类、形状、尺寸）。 5、连接方式如何。 6、如何根据尺寸、绘制草图。 7、怎样组织学生发现问题，改进设计并绘制比较规范 的设计图纸。 8、如何通过最后高的二通制用技作术检第四验节学设做结计构设的计 有效性。
请同学们看下面图片并思考衣帽架哪些构成？
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1、衣帽架的构成
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由4根或6根或8根杆件构成。有的杆件上，两 端安装小横桩，供挂衣帽用；每根杆件的中间有 孔，供杆件间连接固定用。本方案的优点是：
结构简单，只由几根杆件组成，且可以根据 需要增减杆件的数量；
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⑤立柱的进入地下部分，用什么样的几何开关好？ 埋多深？
采用十字交叉的几何形状为好。埋得太深没有必 要而且浪费材料，埋得太浅不易抵抗立柱产生的 弯矩，所以立柱埋入的深度取决于秋千结构的尺 寸及荷截大小。
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⑥秋千的拉杆怎样与地面连接牢固？
应采用不可相对运动式的连接方式才能与地面 连接牢固。
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(上课）
二、秋千模型结构设计
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我们先看下面的几幅图片
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1、今天先进行简易秋千的设计，请看图片，并完下面表格
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表1——6秋千参考设计方案的优缺点
秋千架的设计直接影响结构的稳定性。秋千绳离地太高，不容易 攀登；太矮，人的腿脚容易与地面相碰，所以离地高度应要求不 如单杠高。
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④各拉杆与立杆之间的夹角应怎样确定？
角度太小拉杆受力太小，不易抵抗横梁对立 柱产生的弯矩，夹角太大，占地面积太大。
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一、教学目标
1、知识与技能： （1）通过壁挂式简易衣帽架原型制作，初步掌握结构设计的基本思路。在进行 设计前，能对衣帽架从功能角度进行强度和稳定性分析，从既能满足功能需求， 又做到轻便、美观等角度去思考设计方案和选择材料。 （2）通过对秋千模型结构设计的评价，进一步明确结构设计的方法和步骤。 （3）掌握壁挂式简易衣帽架原型制作方法，学会改进秋千结构设计的方法。 （4）学会简单结构的设计。 2、过程与方法： （1）交流体验，多元评价，促进教学目标的达成。 （2）通过学做结构设计，使学生感受到，要想做事情做得完美，就必须有丰富 的理论基础和过硬的基本功以及交流与团结协作精神。 3、情感态度与价值观: ①增强学生对结构设计内涵的理解，激发设计兴趣和欲望； ②培养学生探究的思想和意识，培养创新品质，提高审美意识； ③引导学生养成良好的设计习惯。
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【活动】学生绘制正规图纸
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【活动】制作原型
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【作业】
课后进行相框的制作设计
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创意相框设 计
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秋千与单杠的基本构件都是横梁和立柱。单
杠的荷载主要是运动员，运动员在做动作时
会对横梁产生很大的力，因此对横梁、立柱、
拉杆的强度和结构的稳定性有很高的要求。
而秋千主要用于娱乐，对构件的强度要求不
如单杠高。
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③秋千架的高度会带来什么影响？秋千绳多长 （离地面多高）为好？
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二、教学重点、难点 1、教学重点：制作前的结构设计方案 分析。 2、教学难点：制作前的结构设计方案 分析。
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【活动】 请同学们欣赏下面创意设计
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