1、探究結(jié)構(gòu),一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度三、結(jié)構(gòu)的連接,一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,(一)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡形式的能力。,（二）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素 1、結(jié)構(gòu)的幾何形狀,一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,（二）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素 2、重心的位置（配合教具演示）,（二）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素 3、支撐面大?。ㄅ浜辖叹哐菔荆?很多椅子的腳設(shè)計成向外傾斜,增加穩(wěn)定性。,多功能拐杖,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特例探討,1.5寸不倒翁數(shù)碼相框 (YG-15E),不倒翁音箱,不倒碗,二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,（一）結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。,日產(chǎn)ZoneBody區(qū)域車身體現(xiàn)了“碰撞能量分散與吸收”的原

2、理，通過車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使得碰撞時產(chǎn)生的能量可以沿著預(yù)設(shè)的方向向車身分散吸收。,（二）強(qiáng)度與應(yīng)力 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。（試驗(yàn)證明） 構(gòu)件的應(yīng)力構(gòu)件單位面積所受的內(nèi)力。,拉力為5N,拉力還是5N,盡管右邊的力是8N，但對結(jié)構(gòu)有拉伸作用的只有5N，剩下的3N只會讓物體運(yùn)動，對結(jié)構(gòu)沒有拉伸作用。,拉力是對結(jié)構(gòu)有拉伸作用的力，而不是讓物體運(yùn)動的力。這是與物理學(xué)中拉力的區(qū)別。,外力使構(gòu)件發(fā)生變形的同時，構(gòu)件內(nèi)部分子之間隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力 。 內(nèi)力，就是用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復(fù)原的力。,右內(nèi)力抵抗左拉力,左內(nèi)力抵抗右拉力,內(nèi)力如何抵抗外力圖示1,內(nèi)力如何抵抗

3、外力圖示2,右內(nèi)力抵抗左壓力,左內(nèi)力抵抗右壓力,內(nèi)力如何抵抗外力圖示3,彎曲力,內(nèi)力抵抗彎曲力,物體在運(yùn)動之前，摩擦力隨著拉力增大而增大，但達(dá)到最大靜摩擦力時，就不會再增大了，如果拉力再增大，物體就會運(yùn)動。,摩擦力與拉力關(guān)系示意圖,不發(fā)生變形時，內(nèi)力隨外力增大而增大，但達(dá)到一個最大值后，就不會再增大了。內(nèi)力有一個最大值。此時，如果外力再增大，就會破壞結(jié)構(gòu)。,汶川地震造成四川旅游直接損失超500億,應(yīng)力：作用在單位面積上的內(nèi)力。 N/A 應(yīng)力有一個最大值，稱為容許應(yīng)力。對應(yīng)最大內(nèi)力。 當(dāng)外力大于內(nèi)力的最大值，或者結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力大于容許應(yīng)力時，結(jié)構(gòu)就會被破壞。,結(jié)構(gòu)的最大內(nèi)力越大，要破壞它所需的外

4、力也就越大，也可以說，它的強(qiáng)度越大。 強(qiáng)度可以通過應(yīng)力來衡量。,同一截面積，容許應(yīng)力越大，強(qiáng)度也就越大；容許應(yīng)力越小，強(qiáng)度也就越小。,如何判斷外力能否破壞結(jié)構(gòu) 1、假設(shè)內(nèi)力等于外力，計算出應(yīng)力，與容許應(yīng)力比較，如果大于容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)會被破壞。 2、由容許應(yīng)力計算出最大內(nèi)力，如果外力比最大內(nèi)力還要大，則結(jié)構(gòu)會被破壞。,已知結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力為50 N/cm2，截面積為4 cm2，外力沖擊產(chǎn)生的內(nèi)力為180N，請問結(jié)構(gòu)會被破壞嗎？,解法1：180/445 N/cm2，小于容許應(yīng)力，所以不會被破壞。 解法2：4*50N/cm2200N，外力小于內(nèi)力的最大值，所以不會被破壞。,一根筷子和一把筷子的故事,古

5、代有幾兄弟經(jīng)常打架，父親就給他們現(xiàn)身說法：一根筷子容易被人折斷，兩根筷子還是容易折斷，三根筷子有點(diǎn)難十根筷子就折不斷了。從此，幾兄弟便團(tuán)結(jié)起來。 試解釋，為何一根筷子容易斷，多根筷子不易斷？,答：一根筷子的截面積小，所受應(yīng)力就大；多根筷子一起，截面積變大了，所受應(yīng)力就小了。,假設(shè)花桿支柱最粗處的直徑為3cm，最細(xì)處的直徑為最粗處的一半，外力沖擊所產(chǎn)生的內(nèi)力為30N，試計算支柱上的最大應(yīng)力為多少？,解：最細(xì)處的截面積最小，所受的應(yīng)力最大，最容易被破壞，是整個支柱最薄弱的地方，所以支柱所能承受的最大應(yīng)力取決于最細(xì)處的應(yīng)力。 30/（3.14*0.75*0.75）=16.98 N/cm2,（三）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素 1、結(jié)構(gòu)的材料,2、結(jié)構(gòu)的形狀,根據(jù)對構(gòu)件強(qiáng)度、剛度等要求的不同，可以將構(gòu)件的橫截面設(shè)計成不同的形狀。,三、結(jié)構(gòu)的連接,構(gòu)件連接處的強(qiáng)度是影響整個結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的重要因素。 構(gòu)件連接處的強(qiáng)度取決于 （一）連接方式 （二）連接技術(shù) （三）連接處的牢固程度等,構(gòu)件間的連接區(qū)叫做節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)有兩種：