03探究结构(强度)
峡山中学 高二通用 必修二 学案 NO ：4 时间：2010\9\19 班级 学习小组 __组内编号 姓名 组内评价 _____ 教师评价 ____
峡山中学 高二通用 必修二 学案 NO ：4 时间：2010\9\19 班级 学习小组 __组内编号 姓名 组内评价 _____ 教师评价 ____
★4、仔细观察图示的课桌椅的结构，回答下列问题：
（1）结构构件的连接通常有哪两类？课桌椅的支撑脚与横档是属于构件连接方式的哪一类连接？
《结构的强度和稳定性》教学设计
《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计 《结构的强度和稳定性》教学设计 一、教材分析： 本节是“地质”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。共需2课时完成。本课为第1课时的学习。该章的总体设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。 二、教学目标： 知识与技能： 1、理解力、强度、应力的概念，能进行简单的应力计算，掌握应力和强度的关系。 2、通过实验，明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。培养学生合作交流能力，对身边事物的观察能力。 3、理解稳定性的概念，及影响稳定性的因素。 过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。 情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。 三、教学重点与难点： 重点：影响结构强度和稳定性的主要因素。 难点：应力的计算，强度与应力的关系，结构设计需要在容许应力围之。 四、学情分析： 总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和容，对结构问题进行进一步探讨，上升到理论的高度。 五、教学策略：
本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。多举生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。 六、教学安排 1课时 七、教学过程： （一）复习回顾，导入新课 教师引导学生回顾结构的概念，指出事物的性质：强度和稳定性 （二）知识构建 1、强度 对于结构变形，只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的，而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表示，我们用应力来衡量强度。 （1）力：外力使构件发生变形的同时，构件的部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为力。 （2）应力：作用在单位面积上的力。 【学生活动一】 （3）拓展：探讨强度和应力的关系 示例：粗绳和细绳，两种相比粗绳更结实，牢固，换句话说是抗拉强度更大。绳子所受拉力一定，即构件受到的外力一定，而粗的横截面积大，所以应力小，此时变形小，而抗变形的能力大，即强度大。 结论：应力小，强度大应力大，强度小 【学生活动二】 （4）结合课本分小组探究影响结构强度的因素，同时完成26页问题，答在学案上。 结构的强度，一般取决于它对力和压力两方面的反应能力，具体取决于以下因素： 形状、材料（不同的材料有承受不同应力极限的能力） 材料的连接方式（不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样） 师生探讨：如何改进物体结构的强度？
船体强度与结构设计复习材料
船体强度与结构设计复习材料 绪论 1.船体强度：是研究船体结构安全性的科学。 2.结构设计的基本任务：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构建的尺寸和连接方式，在保证具有充足的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 3.全船设计过程：分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段。 4.结构设计应考虑的方面：①安全性；②营运适合性；③船舶的整体配合性；④耐久性；⑤工艺性；⑥经济性。 5.极限状态：是指在一个或几个载荷的作用下，一个结构或一个构件已失去了它应起的各种作用中任何一种作用的状态。 引起船体梁总纵弯曲的外力计算 船体梁：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁。 总纵弯曲：船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。 引起船体梁总纵弯曲的主要外力：重力与浮力。 船体梁所受到的剪力和弯矩的计算步骤： ①计算重量分布曲线平p(x)； ②计算静水浮力曲线bs(x)； ③计算静水载荷曲线qs(x)=p(x)-bs(x)； ④计算静水剪力及弯矩：对③积分、二重积分； ⑤计算静波浪剪力及弯矩： ⑥计算总纵剪力及弯矩：④+⑤。 重量的分类： ①按变动情况来分：不变重量（空船重量）、变动重量（装载重量）； ②按分布情况来分：总体性重量（沿船体梁全场分布）、局部性重量（沿船长某一区段分布）。静力等效原则： ①保持重量的大小不变；②保持重心的纵向坐标不变； ③近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。 浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线。 载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。载荷、剪力和弯矩之间的关系： ①零载荷点与剪力的极值相对应、零剪力点与弯矩的极值相对应； ②载荷在船中前后大致相等，故剪力曲线大致是反对成的，零点靠近船中，在首尾端约船长的1/4处具有最大正、负值； ③两端的剪力为零，弯矩曲线在两端的斜率为零（与坐标轴相切）。 计算状态：指在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态，一般包括满载、压载、空载等和按装载方案可能出现的最为不利以及其它正常营运时可能出现的更为不利的装载状态。 挠度及货物分布对静水弯矩的影响： ①挠度：船体挠度对静水弯矩的影响是有利的；
结构的稳定性与强度
《结构的强度与稳定性》教案 一、教材分析 本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强 度和稳定性》。该章的总体设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，因此本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用，本节主要包括稳定性的概念、影响结构稳定性的因素两个部分。教材通过技术实验、阅读资料、问题思考、试一试、调查研究及讨论交流等手段引导学生理解结构的稳定性技术原理，并探究影响结构稳定性的主要因素，这样不仅可以使学生对结构的这个技术原理有更深的认识，而且也给结构的设计等奠定了良好基础。 二、教学目标 （一）、知识与技能 1、理解稳定与结构稳定的概念，掌握影响结构稳定性的因素。 2.、能运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性，并如何增加结构稳定性提出自己的看法。 3、理解内力、应力的内涵，会从应力角度衡量强度。 4、知道应力和强度的关系，能进行简单的应力计算。 （二）、过程与方法： 1、通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用结构的相关的理论知识。 2、在教学过程中培养同学们合作交流能力，要鼓励学生表达自己的认识和判断形成实事求是的科学态度。 （三）、情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。 三、教学重点与难点： 教学的重点： 影响结构强度和稳定性的主要因素 教学难点： 1、应力和强度的关系。 2、对常见简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。
四、学情分析： 总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，对结构问题进行进一步探讨，上升到理论的高度。 五、教学策略： 在教学中充分利用实验、分析讨论、自主探究、小组合作的教学方法。使教学内容与生活中的案例紧密联系，通过师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。 六、教学课时安排：1个课时 七、课型：新授课 八：教学媒体：多媒体教学 九、教学过程： （一）设置情景，引入新课 实验：改变A4纸的形状，使之能够承受三瓶矿泉水的重量？（学生小组合作探讨，演示） 结论：改变纸的形状或结构可以改变其承受力的能力。对于我们周围的事物，我们怎么设计才能增加它稳定性呢？ （二）、学习探究 1、结构稳定性的含义 演示：单摆、倒摆和不倒翁对比实验 提问：这三种情况都稳定吗？ 学生讨论回答 总结：稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，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。不能回到原有平衡状态就是不稳定。 结构稳定性：结构具有阻碍翻倒或移动的特性。 2、影响结构稳定性的因素 【图片展示】桥倒塌的图片 提问：为什么结构有时比较稳定，而有时不稳定呢？影响结构稳定性的主要因素有哪些？ 环节一
《结构的强度和稳定性》教学设计电子教案
《结构的强度和稳定性》教学设计
《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计 《结构的强度和稳定性》教学设计 一、教材分析： 本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。共需2课时完成。本课为第1课时的学习。该章的总体设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。 二、教学目标： 知识与技能： 1、理解内力、强度、应力的概念，能进行简单的应力计算，掌握应力和强度的关系。 2、通过实验，明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。培养学生合作交流能力，对身边事物的观察能力。 3、理解稳定性的概念，及影响稳定性的因素。 过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。 情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。 三、教学重点与难点： 重点：影响结构强度和稳定性的主要因素。
难点：应力的计算，强度与应力的关系，结构设计需要在容许应力范围之内。 四、学情分析： 总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，对结构问题进行进一步探讨，上升到理论的高度。 五、教学策略： 本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。多举生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。 六、教学安排 1课时 七、教学过程： （一）复习回顾，导入新课 教师引导学生回顾结构的概念，指出事物的性质：强度和稳定性 （二）知识构建 1、强度 对于结构变形，只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的，而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表示，我们用应力来衡量强度。 （1）内力：外力使构件发生变形的同时，构件的内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
地质版通用技术技术与设计结构的强度与稳定性说课稿
《结构的强度与稳定性》第二课时《结构与稳定》 说课稿（地质版） 主讲教师：五指山市五指山中学周世武 一、教学内容分析： 结构稳定性既是“第一章结构与设计”的重难点也是《技术与设计2》的一个重要的技术原理。本单元总的设计思路是：初识结构——分析结构——结构设计——欣赏结构，“结构”和“设计”共同构成“结构与设计”两个核心概念，而结构的稳定性是结构的重要性质之一，结构体现了空间的概念，因此，本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用，本节主要包括稳定性的概念、影响结构稳定性的因素两个部分。教材通过技术实验、阅读资料、问题思考、技术实习、试一试、调查研究及讨论交流等手段引导学生理解结构的稳定性技术原理，并探究影响结构稳定性的主要因素，这样不仅可以使学生对结构的这个技术原理有更深的认识，而且也给结构的设计等奠定了良好基础。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、理解稳定与结构稳定的概念 2、掌握影响结构稳定性的因素 3、能运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性，并如何增加结构稳定性提出自己的看法。 4、在教学过程中培养同学们合作交流能力，要鼓励学生表达自己的认识和判断形成实事求是的科学态度。 （二）、过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用结构的相关的理论知识。 （三）、情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。增强主动参与意识，并渗透安全教育、德育教育。 三、学生分析： 在学习本节课之前，学生对于什么是结构的稳定状态，已经有了一定的感性认识。例如，物体的倒与不倒。但这样的认识是比较片面的，结构的稳定性问题不仅仅是解决结构的倒与不倒的问题。所谓结构的稳定性是指“结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力，即受外力后恢复原有平衡状态的能力”。所以，在提出结构稳定概念时要着重解决学生在认识上的误区。
结构设计及强度校核
专业综合训练任务书： 49.9米150吨冷藏船结构设计及总纵强度计算 一、综合训练目的 1、通过综合训练，进一步巩固所学基础知识，培养学生分析解决实际工程问题的能力，掌握静水力曲线的计算与绘制方法。 2、通过综合训练，培养学生耐心细致的工作作风和重视实践的思想。 3、为后续课程的学习和走上工作岗位打下良好的基础。 二、综合训练任务 1.150吨冷藏船结构设计，提供主要构件的计算书。 2.参考该船图纸和相关静水力资料、邦戎曲线图，按照《钢质内河船舶建造规范》的要求进行总纵 强度计算，提供总纵强度计算书。 3.参考资料： 1)中国船级社. 钢质海船入级与建造规范 2009 2)王杰德等. 船体强度与结构设计北京：国防工业出版社，1995 3)聂武等. 船舶计算结构力学哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2000 三、要求： 1、专业综合训练学分重，应予以足够重视； 2、计算书格式要符合要求； 如船体结构设计计算书应包括：（a）对设计船特征（船型、主尺度、结构形式等）的概述，设计所根据的规范版本的说明等；（b）应按船底、船侧、甲板的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体过程，并明确标出所选用的尺寸。（c）计算书应简明、清晰、便于检查。 3、强度计算： a)按第一、二章的要求和相关表格做，如静水平衡计算，静水弯矩计算等； b)波浪弯矩等可按规范估算； c)相关表格用计算器计算，表格绘制于“课程设计”本上 注意：请班长到教材室领取课程设计的本子和资料袋（档案袋），各位同学认真填写资料袋封面。 4、专业综合训练总结：300~500字。 四、组织方式和辅导计划： 1、参考资料： a)船体强度与结构设计教材 b)某船的构件设计书 c)某船的总纵强度计算书 d)《钢质内河船舶建造规范》，最好2009版 2、辅导答疑地点：等学校安排。 五、考核方式和成绩评定： 1、平时考核成绩：参考个人进度。 2、须经老师验收合格，故应提前一周交资料，不合格的则需回去修改。 3、第18周星期三下午4：00前必须交资料，资料目录见第2页。 4、一旦发现打印、复印、数据格式完全相同等抄袭现象，均按规定以不及格计。 5、成绩由指导教师根据学生完成质量以及学生的工作态度与表现综合评定，分为优、良、中、及格、 不及格五个等级。 六、设计进度安排： 1、有详细辅导计划，但具体进度可根据个人情况可以自己定。 附录：档案袋内资料前2页如下
船舶强度与结构设计的复习题
复习题 第一章（重点复习局部载荷分配、静水剪力弯矩的计算绘制） 1、局部载荷是如何分配的？ （2理论站法、3理论站法以及首尾理论站外的局部重力分布计算） P P P =+21 a P L P P ?=?+)(2 121 由此可得： ?? ? ?? ?? ?-=?+=)5.0()5.0(21L a P P L a P P 分布在两个理论站距内的重力 2、浮力曲线是如何绘制的？ 浮力曲线通常按邦戎曲线求得，下图表示某计算状态下水线为W-L 时，通常 根据邦戎曲线来绘制浮力曲线。为此，首先应进行静水平衡浮态计算，以确定船舶在静水中的艏、艉吃水。
帮戎曲线确定浮力曲线 3、M、N曲线有何特点？ (1) M曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的弯矩应为零，亦即弯矩曲线在端点处是封闭的。此外，由于两端的剪力为零，即弯矩曲线在两端的斜率为零，所以弯矩曲线在两端与纵坐标轴相切。 (2) N曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的剪力应为零，亦即剪力曲线在端点处是封闭的。在大多数情况下，载荷在船舯前和舯后大致上是差不多的，所以剪力曲线大致是反对称的，零点在靠近船舯的某处，而在离艏、艉端约船长的1/4处具有最大正值或负值。 5、计算波的参数是如何确定的？ 计算波为坦谷波，计算波长等于船长，波峰在船舯和波谷在船舯。 采用的军标GJB64.1A中波高h按下列公式确定： 当λ≥120m时， 当60m≤λ≤120m时，当λ≤60m时， 20 λ = h（m） 2 30 + = λ h（m） 1 20 + = λ h（m） 6、船由静水到波浪中，其状态是如何调整的？ 船舶由静水进入波浪，其浮态会发生变化。若以静水线作为坦谷波的轴线，当船舯位于波谷时，由于坦谷波在波轴线以上的剖面积比在轴线以下的剖面积小，同时船体中部又较两端丰满，所以船在此位臵时的浮力要比在静水中小， 因而不能处于平衡，船舶将下沉ξ值；而当船舯在波峰时，一般船舶要上浮一些。 另外，由于船体艏、艉线型不对称，船舶还将发生纵倾变化。 7、麦卡尔假设的含义。 麦卡尔方法是利用邦戎曲线来调整船舶在波浪上的平衡位臵。因此，在计算 时，要求船舶在水线附近为直壁式，同时船舶无横倾发生。根据实践经验，麦 卡尔法适用于大型运输船舶。 第二章 （重点复习计算剖面的惯性矩、最小剖面模数是如何的计算、折减系数、极限弯矩的计算）1、危险剖面的确定。 危险剖面： 可能出现最大弯曲应力的剖面，由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在 船中0.4倍船长范围的，所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—既有最大
通用技术结构与设计
普通高中通用《技术与设计2》地质版第一章结构与设计 第二节?典型结构案例分析-----结构是怎样受力的 第一课时探究典型结构的受力与变形 一、教材分析 本节的内容是在结构的概念、结构的功能和分类之后的一节内容，本节教材内容计划教学时间：2课时。第一课时主要探究典型结构的受力与变形之单杠结构分析；第二课时主要探究典型结构的受力与变形之棚室屋架结构分析。 学生只有学习了这两课时后才能够理解后边的棚室屋架结构及第三小节强度与稳定性的概念。 本节课主要是进行第一课时的教学内容学习。第一课时的主要内容是：A、了解不同的结构具有不同的功能，能承受不同的力，抵抗不同的变形。B、单杠的结构和在使用中的受力及形变分析。C、梁的受力特点。D、知道在实际的建筑物中梁结构的应用。 二、学生分析 经过第一节内容的学习后，同学们了解了结构的概念、结构的功能和分类等基础知识。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有了一定的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用视频演示、用游戏、用实验等多方面的信息来辅助学生学习并掌握本节课内容：分析说明杠体的受力、立柱及拉杆的受力情况、梁的受力情况及建筑物中梁结构的应用等。 三、教学目标 1、知识与技能： （1）、了解不同的结构具有不同的功能，能承受不同的力，抵抗不同的变形。 （2）、掌握单杠中拉杆的数量不同、拉杆的位置不同对单杠这个整体结构的影响。 （3）、掌握杠体的受力和形变特点。 （4）、了解梁的受力特点。 （5）、知道在实际的建筑物中梁结构的应用。 2、过程与方法： 采用讲授教学法、游戏法、实验法、案例分析法、提问法，并将课堂教学急待解决疑难问题，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。运用多媒体教学设备，将与教学相关的视频图片展示给学生，从而让学生尽快达成感性的共识。 3、情感态度价值观： 通过学习，联系生活，能具体问题，具体分析，通过游戏和实验培养学生的观察能力，体验学习乐趣。 四、教学重点、难点 1、重点： （1）、掌握单杠中拉杆的数量不同、拉杆的位置不同对单杠这个整体结构的影响。 （2）、掌握杠体的受力和形变特点。 2、难点： （1）、掌握杠体的受力和形变特点。 （2）、了解梁的受力情况分析。 五、教学安排 1课时 六、教学流程
船舶强度与结构设计系统答案
234 5 a p P 1P2 234 P1 P11P12 34 5 P2 P21P22 3、一海船垂线间长Lpp=160m，设计时将分为20个理论站，机舱内有一主机，机电设备重量P=1000KN，主机跨2-3,3-4,4-5三个理论站，距离3-4站跨中位置a=3m，现要将该船进行局部性重力调整，使其主机重量分布2-3,3-4,4-5三个理论站，根据局部重力分配原则，试问分布到2-3,3-4,4-5三个理论站的均布重力分布分别为多少。 解：将三个理论站等分为2个理论站。 将P1分布列2-3,3-4两个理论站 将P2分布列3-4,4-5两个理论站 分配到2-3,3-4,4-5的重力分别为 10、某箱型船，长l=120m，宽b=20m，在淡水中正浮时吃水为6米，假设船的质量沿船长均匀分布，将一个100t的载荷加在船中后50米处的一点上，试画出其载荷，剪力和弯矩曲线，并计算此时船中的弯矩值 4、一海船垂线间长Lpp=100m，设计时将其分为20个理论站，其尾部超出理论站L0站后的船体重量P=1000kn，超出0站的距离a=2m，现将其对该船进行局部重力调整，使其尾部重量分布到0-1，1-2理论站，根据局部重力分配原则，试0-1.1-2站的重力分布为多少? 5、某矩形剖面钢船，其剖面尺寸如图：船长L=72米，型宽B=12米，舱口边板b=3米，型深D=7.5米，吃水d=5.0米(淡水中)，假定船重量曲线为三角形(首尾端为零，船中最大)，分别画出重量曲线、浮力曲线、载荷曲线、静水力曲线、静水弯矩曲线图；同时求最大的静水弯矩。取甲板的许用应力为[σ]=1000kgf/cm2,试求刚好满足许用应力时的甲板厚度。(假设甲板是等厚的) 解：船在静水受力平衡： 重力方程：
船体强度与结构设计复习
绪论 1.总纵强度:在船体总纵强度计算中,通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁,简称船 体梁。船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲,称为总纵弯曲。船体梁抵抗总纵弯曲的能力,称为总纵强度。 2.船体总纵强度计算的传统方法:将船舶静置在波浪上,求船体梁横剖面上的剪力与弯曲 力矩以及相应的应力,并将它与许用应力相比较以判断船体强度。 3.评价结构设计的质量标准:安全性,营运合适性,船舶的整体配合性,耐久性,工艺性,经 济性。 4.按照静置法所确定的载荷来校核船体的总纵强度,就是否反映船体的真实强度,为什 么？答:按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度,不反映船体的真实强度,因为海浪就是随机的,载荷就是动态的,而且当L较大时载荷被夸大,但具有相互比较的意义。 第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算 5.总纵弯曲:船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。(中拱:船体梁中部向 上拱起,首、尾两端向下垂。中垂:船中部下垂,首、尾两端向上翘起。) 6.重量曲线:船舶在某一计算状态下,描述全船重量沿船长分布状况的曲线。绘制重量曲 线的方法:静力等效原则。 7.浮力曲线:船舶在某一装载情况下,描述浮力沿船长分布状况的曲线 8.载荷曲线:在某一计算状态下,描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲 线。 9.静水剪力:船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线。 10.弯矩曲线:船体梁在静水中所受到的弯矩沿船长分布状况的曲线。 (重量的分类:按变动情况来分:①不变重量,即空船重量,包括:船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量。②变动重量,即装载重量,包括货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重量。按分布情况来分:①总体性重量,即沿船体梁全长分布的重量,通常包括:主体结构、油漆、锁具等各项重量。②局部性重量,即沿船长某一区段分布的重量。) 11.局部重量的分配原则(P12):重量的分布原则:静力等效原则。①保持重量的大小不变, 这就就是说要使近似分布曲线所围成的面积等于该项实际重量。②保持重量重心的纵向坐标不变,即要使近似分布曲线所围的面积的形心纵坐标与该项重量的重心坐标相等。③近似分布曲线的范围(分配到理论站的范围)与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。 12.如何获得实际船舶重量分布曲线:答:通常将船舶重量按20个理论站距分布(民船尾－ 首,军船首－尾编排),用每段理论站距间的重量作出阶梯形曲线,并以此来代替重量曲线。作梯形重量曲线时,应使每一项重量的重心在船长方向坐标不变,其重量分布范围与实际占据的范围应大致对应,而每一项理论站距内的重量则当做就是均匀的。最终,重量曲线下所包含的面积应等于船体重量,该面积的形心纵向坐标应与船体重心的纵向坐标相同。 13.静水力浮力曲线的绘制:浮力曲线的垂向坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力值, 其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力,该面积的形心的纵向坐标即为浮心的纵向位置。浮力曲线通常根据邦戎曲线来求得。 14.用于总纵强度计算的剪力曲线与弯矩曲线的特点:①首尾端点处的剪力与弯矩为零,亦 即剪力与弯矩曲线在端点处封闭②零载荷点与剪力的极值相对应,零剪力点与弯矩的极值相对应③剪力曲线大致就是反对称的,零点在靠近船中的某处,在离首尾约船长的 1/4处具有最大正值或负值④弯矩曲线在两端的斜率为零,最大弯矩一般在船中0、4倍船长范围内。 15.波浪剪力:完全由波浪产生的附加浮力引起的附加剪力。 16.波浪弯矩:船舶静置于波浪上,由于波面下的浮力分布相对于原静水面下的浮力分布的 变化而产生的弯矩。(船舶由静水进入波浪时,重量曲线p(x)并未改变,但水面线发生了变化,从而导致浮力的重新分布。波浪下浮力曲线相对静水状态的浮力增量就是引起静波浪剪力与弯矩的载荷。)
结构的强度与稳定性
第一章第三节结构的强度与稳定性 【学习目标】 1、了解内力和应力的概念，知道内力和应力的关系。 2、了解结构强度的概念，理解影响结构强度的因素 3、理解结构稳定性的概念，并理解影响结构稳定性的因素 【课程导入】 结构的受力特点其实有两个专用名词来表示，本节课我们就学习一下结构的两方面特征——结构的强度和稳定性。 【学习过程】 请思考一下 ⒈三张相同的纸张在三种情形下，哪一种情况能承受较大的拉力？ ⒉板凳的四条腿略呈八字形，向外侧倾斜，为什么？ 一、结构的强度 1、概念 内力： 应力：。公式： 请计算P26页试一试处的内力 拓展提高你怎样看待俗语“一根筷子比一把筷子易断”。 强度：。 2、影响结构强度的因素 ⑴结构的形状 A 结构的外形案例 B 结构构件的形状案例 ⑵材料 现实生活中常见的材料有哪些？ 你能说出曾见过用哪些材料制成的杯子吗？请对比一下它们的强度。 ⑶材料的连接方式观察一下，教室中存在哪些连接方式？ 二、结构的稳定性 1、概念 稳定：结构的稳定性指状态的绝对不变，而是指受扰之后允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新回到原有的平衡状态。 不稳定： 稳定性： 2、影响结构稳定性的因素 ⑴结构的几何形状事例： 尝试一下能否对纸张做一种改变使其能承受一个黑板擦的重量？ ⑵重心的高低事例： ⑶支撑面的大小事例： 区分三个面——接触面、受力面和支撑面 【巩固性检测】 1、我们经常看到马路旁边的广告牌后面的支撑架是三角结构的，从这种现象中我们看出以下哪个因素（）影响着结构强度？ A、材料 B、形状 C、构件 D、连接方式
2、以如下方式放置的并注入不同数量水的，稳定性最差的是：（） 3、如图一张圆桌，不能使它更加稳固的方法是 A．使用较重的大理石做桌子与地面的接触部分，木材做桌面 B．使用较重的大理石做桌面 C．如使用木材制作桌子，各部分大量采用榫接的方式 D．增大桌子底部的支撑面面积 4、如图所示是某厂家生产的塑料凳，很多客户反映凳脚强度不足，容易变形或断裂。针对这个问题，请根据所学的结构方面知识，就提高凳脚强度给厂家提三点合理的建议。 动手设计一下广告牌是商铺做广告的一种主要形式， ：“户外广告牌结构设计中的抗风问题” 马上行动： 在户外广告牌的结构设计中，应该考虑其抗风性能，以减小正面风的压力。请你就户外广告 设计方案内容实现的方式、方法、途径 方案1增加结构的强度加固支撑架、连接点 方案2减少受力面积采用通风孔 方案3改变结构形状采用立体环绕 设计方案内容实现的方式、方法、途径 方案1将广告牌做成百叶窗式条式百叶窗格在一定距离内加固，并考虑 效果。 方案2将广告牌做成筛网式在广告牌上钻孔，孔径大小要合适。 方案3将广告牌做成三面型加固底座的支撑，并采取三角形结构，还 要选用较轻的材质作牌面。
船舶强度与结构设计大作业(二)
船舶总纵强度计算 班级：船海1301 姓名：禹宗昕 学号：U201312263 完成日期：2016.4.18 一．计算依据 1.横剖面图和尺寸 图1.1 横剖面图和尺寸 注：6,18分别为全部的甲板纵骨和船底纵骨；20,21分别为统一水平高度的加强筋。 2.计算载荷 中垂，计算弯矩M=9.0×107N·m 3.船体材料 计算剖面所有的构件均采用低碳钢，屈服极限σr=350N/mm2 4.总纵弯曲许用应力[σ]=0.5σr 二．总纵弯曲正应力
1.总纵弯曲正应力第一次近似计算 剖面简图如上图所示，和图中编号对应的各强力构件尺寸已表明。第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成，参考轴取在基线处。 表2.1 总纵弯曲正应力第一次近似计算 第一次近似中和轴参考轴（基线）距离： Δ=2275.61/1756.59=1.580 m 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为 I=2*[9928.905+154.262-Δ2 *1756.59]=11394.7448 cm2m2 总纵弯曲应力为 σi=M/I*Z i*10 N/mm2 2.临界应力计算 因为处于中垂状态，下面只列出了中和轴以上部分受压板，纵骨，纵桁的临界应力。 （1）纵骨架式板格按下式计算： σcr=76*（100t/b）2 N/mm2 表2.2.1 纵骨架式板格临界应力计算 （2）.纵骨剖面要素及临界应力计算入下表，其中欧拉临界应力计算式： σcr=π2Ei/a2（f+b e t）N/mm2 式中，a为实肋板间距，a=120cm，b e为带板宽度平均值 b=40cm < a/6 =20cm, 因而带板的计算依据a/6. 带板受到压缩应力大于临界应力时应做折减，带板宽度按下式确定： b e=a/6/2*（1+φ） 带入可得，
通用技术(结构与设计)练习题(DOC)
通用技术（结构与设计）练习题 一、选择题 1、日常生活中，使用螺丝刀时，螺丝刀需要承受什么力（） A、拉力； B、压力； C、弯曲力； D、扭转力。 2、2008年北京奥运会举重运动员在举重过程中双臂主要承受什么力（） A、拉力 B、压力 C、剪切力 D、弯曲力 3、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，每一个面都是一个三角形，说明钻石的强度与（）有关。 A、结构的形状 B、使用的材料 C、构件之间的连接方式 D、稳定性 4、在2008年北京奥运会比赛中，以下哪一个结构是属于利用不稳定的结构实现某些功能的（） A、乒乓球桌 B、羽毛球拍 C、跨栏 D、单杠 5、在2008年北京奥运会比赛场馆的建设过程中结构的稳定性至关重要，下面不是响结构稳定性的因素是：（） A、建筑物重心位置的高低 B、建筑物的结构形 状 C、建筑物与地面支撑面积的大小 D、建筑物的颜色 6、某些支撑阳台的梁做成如下图所示形状，这主要是出 于对（）的考虑。 A.美观 B.强度 C.安装 D.稳定性 7、赵州桥，桥长64．40米，跨径37．02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造。按结构形态分类，该桥应为( B )结构。 A．壳体结构B．实体结构C．框架结构D．组合结构 8、范仲淹的“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”使岳阳楼闻名天下。它是一座三层的纯木结构建筑，斗拱、飞檐的结构复杂，工艺精美，令人惊叹。斗拱使屋面凹曲，飞檐使沉重的建筑增添了轻快欲飞的美感。体现了高贵华美的风韵，丰富了中国古代建筑文化。
船舶结构与强度设计报告书
船舶结构 规范 设计书 5000吨江海直达船 指导老师: 班级：船海1101班 小组成员： 姓名：学号： 姓名：学号： 姓名：学号： 姓名：学号： 完成日期：2014/7/2
目录 一．小组成员分工及贡献度 二．小组设计任务 三．5000吨江海直达船说明 四．确定4800mm平台构件尺寸（1）#5 —#12区域 （2）#12—#35区域 （3）#35—#134区域 （4）#134—船首区域 五．4800mm平台甲板结构图六．有限元建模及强度计算七．课程设计总结 八．附件
一．小组成员分工及贡献度 1.成员分工 按规范确定4800mm平台甲板构件尺寸： 绘制4800mm平台甲板结构图： #134—船首有限元建模及结构强度直接计算： Word制作及后期整理： PPT制作： 2.贡献度 xxx 1.0 xxx 1.0 xxx 1.0 xxx 1.0 二．小组设计任务 1.按照规范确定4800mm平台甲板构件尺寸，绘制甲板结构图 2. #134—船首区域有限元建模及结构强度直接计算 三．5000吨江海直达船说明 一．说明 本船主要运输矿石及钢材，兼顾煤碳及水泥熟料等货物。航行于长江武汉至宁波中国近海航区及长江A、B 级航区。船舶结构首尾
为横骨架形式，中部货舱区采用双底双舷、单甲板、纵骨架式形式，所有构件尺寸均按 CCS 《国内航行海船建造规范》(2006)要求计算。 1. 主要尺度 设计水线长：WL L 107.10米 计算船长：L 104.10 米 型宽：B 17.5米 型深：D 7.6米 结构计算吃水：d 5.8米 2.主要尺度比 长深比： 104.1 5.95517.5L B ==> 宽深比：17.5 2.30 2.57.6 B D = =< 2. 肋距及中剖面构件布置： 尾~#10以及#140~首 肋距为600mm #10~#140 肋距为700mm 本船按规范要求的标准肋距为： 1.2.8.1 肋骨、横梁或纵骨（船底、舷侧、甲板）的标准间距Sb 应按下式计算： 0.0160.5Sb L =+ m ,且不大于0.7m
高中通用技术常见结构的认识教学设计
《常见结构的认识》教学设计 一、教案背景 1、面向学生：高中二年级 2、课时名称：《常见结构的认识》（苏教版《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节） 3、学科：通用 4、教材：《通用技术》（苏教版） 5、课时：2 6、学生课前准备： 浏览【百度图片】常见设计结构的相关图片。 二、教学内容分析 本节是苏教版《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”内容。具体包括3部分内容:1.无处不在的结构2,结构与力3.结构的类型。通过展示形形色色的结构图片以及对这些结构分析和研究,使学生知道结构的广义——结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列及力学角度的含义——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。让学生体会技术存在的广泛性，明确结构的重要性：（1）结构是事物存在的形式（2）结构影响甚至决定事物的性质（3）结构影响甚至决定事物的功能。卓越的结构是设计者和制造者重要追求。告诉学生自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示，人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。向学生讲解构件的五种基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力及简单结构的受力分析，接着通过图片和小试验, 强化从力学角度认识不同结构类型：实体结构、框架结构、壳体结构、组合结构。 三、学情分析 通过以前的学习，学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础，但较为零散，模糊。学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，一些学生在受力分析中还是有点困难的，在教学中要利用图片分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力及简单结构的受力分析，接着通过图片和小试验, 强化从力学角度认识不同结构类型等。 四、教学目标 1.知识与技能： （一）了解结构的含义。 （二）能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。 （三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。 2.过程与方法： 阅读理解、案例分析、交流讨论、多媒体展示、师生互动。 3.情感态度和价值观： 通过案例分析，提高理解和分析问题的能力，培养全面、系统的分析问题的能力，激发学习激情和兴趣。能认识到力对结构会产生重要影响，合理的受力是结构存在的重要条件。 五、教学重难点 1.教学重点： 掌握结构与力，结构的分类 2.教学难点：
船舶强度与结构设计_授课教案_第四章应力集中模块
船舶强度与结构设计_授课教案_第四章应力集中模块
第四章应力集中模块 一、应力集中及应力集中系数 在船体结构中，构件的间断往往是不可避免的。间断构件在其剖面形状与尺寸突变处的应力，在局部范围内会产生急剧增大的现象，这种现象称为应力集中。 由于船体在波浪上的总纵弯曲具有交弯的特性，应力集中又具有三向应力特性，严重的应力集中更易于引起局部裂纹和促进裂纹的逐渐扩展。第二次世界大战中和大战后，由于结构开口引起应力集中从而产生裂缝导致船体折断的事故占整个船体结构海损事故总数中的极大部分。因此，在第二次世界大战后，关于船体结构的应力集中问题，曾引起了造船界的普遍重视，开展了大量的研究工作。现在，对这个问题已经有了比较清楚地了解。 由于应力集中是导致结构损坏的一个重要原因，结构设计工作者在设计中必须始终注意这个问题。再进一步对船体结构中比较突出的几个应力集中问题及该区域的结构设计作一些介绍。 通常，用应力集中系数来表示应力集中的程度。应力集中区的最大应力m ax σ或m ax τ分别与所选基准应务0σ或0τ之比值，即 0max 0max ττ σσ== k k 或 （1） 称为应力集中系数。基准应力不同，应力集中系数也不同。所以，给定应力集 中系数时，应指明基准应力的取法。 间断构件的应力变化规律以及应力集中系数的大小很大程度上决定于这些构件的形状。目前，已经能够确定各种形状的间断构件的应力集中系数。
二、开口的应力集中及降低角隅处应力集中的措施 在大型船舶上，强力甲板上的货舱口、机舱口等大开口，都严重地破坏了船体结构的连续性。当船舶总纵弯曲时，在甲板开口角隅外的应力梯度急剧升高，引起严重的应力集中，造成船体结构的薄弱环节。关于舱口角隅处应力集中的确定，导致去除方角而采用圆弧形角隅，并在角隅处采用加复板或厚板进行加强，同时要采用IV 级或V 级的材料。 1.开口的应力集中 关于孔边的应力集中，可用具有小椭圆开孔的无限宽板受位抻的情况来说明（见下图）。应用弹性理论可求得A 、B 两点的应力分别为： A B 2a 2b 2b ??? ?? -=+=σσσσB A p a )21( （2） 式中σ为无限远处的拉伸应力； a b /2 =ρ为椭圆孔在A 点的曲率半径；b a 22与分别为垂直及平行于拉伸方向的椭圆主轴，负号代表压应力。 若以离开椭圆孔无限远处的拉伸应力作为基准应力，则A 点的应力集中系数为： p a a A 2 1+= （3） 式（3）可推广到圆形开孔，此时0.3,==A a b a 故。此外，还可推广应用到钢板中的裂缝（见下图）。假设在甲板上沿船宽方向出现裂缝，裂缝长为 b 。a 宽为,201100/==A ，a b a 时当，可见裂缝尖端处的应力集中是非常大的。因
高中通用技术 结构与设计教案 苏教版必修2
第一单元结构与设计第一节常见结构的认识（第1课时） 一、教学内容分析 本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。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。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。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改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。 二、教学对象分析 学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。 三、教学目标 （一）知识与能力：解结构的含义。 （二）过程与方法：度理解结构的概念。 （三）情感态度与价值观：桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。 四、教学重点和难点 重点：结构概念 难点：应力概念 五、教学策略 从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。 （一）教法 在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。 （二）学法 鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。 六、教学准备 纸板承受压力试验需要废旧纸盒的纸板和给纸板加压的重物,由于是第一个课时，不要求学生准备材料，教师应提供足够的材料。 七、教学过程 （一）通用技术必修2学习介绍： 1、通用技术必修2是一门什么课程？
13结构的强度与稳定性.
第三节结构的强度与稳定性 一、教学目标 （一）知识与技能 1、理解内力、应力的内涵，会从应力角度衡量强度。 2.、知道应力和强度的关系，能进行简单的应力计算。 3、理解稳定与结构稳定的概念，掌握影响结构稳定性的因素 4、能运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性，并如何增加结构稳定性提出自己的看法。 （二）、过程与方法： 1、通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用结构的相关的理论知识。 2、在教学过程中培养同学们合作交流能力，要鼓励学生表达自己的认识和判断形成实事求是的科学态度。 （三）、情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。增强主动参与意识，并渗透安全教育、德育教育。二、教学重点与难点： （一）、教学的重点： 通过技术试验和多媒体播放实例来分析影响结构稳定主要因素 （二）教学难点： 1、应力和强度的关系。 2、对常见简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。 三、教学方法： 讲授法、PPT演示法、技术试验法、分析讨论、自主探究法、观察发现法、案例分析法、师生互动法等。 教师课前从网上下载1940年被风吹断的一流悬索大桥视频准备上课播放给学生观看。 四、教学课时安排：1个课时 五、教学过程：
(一)应力与强度 1.阅读课本21－23页上的内容。 思考并回答：物理学所讲的拉力与通用技术所讲的拉力的区分。 力对物体的作用效果：物理学所讲的拉力：要让物体发生运动。 通用技术所讲的拉力的：要破坏结构（发生拉伸）的。 2.应力 问题：结构可以承受力和抵抗变形，那么，结构是如何承受力和抵抗变形的呢？ 讨论并解释： 外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：作用在单位面积上的内力，称为应力。 应力可用下式表示δ＝N/S N ：为内力S：为构件截面积 通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表述，而用应力来衡量强度。 3.影响结构强度的因素 学生阅读36页材料1－3自行掌握 形状材料材料的连接方式 （二）结构与稳定性 1.结构稳定性的含义 演示：单摆、倒摆与矿泉水瓶对比实验 提问：这三种情况都稳定吗？ 学生讨论回答 总结：稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，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。不能回到原有平衡状态就是不稳定。 结构稳定性：结构具有阻碍翻倒或移动的特性。 2.影响结构稳定性的因素 【图片展示】桥倒塌的图片