1.2结构受力分析
西工大飞行器结构力学电子教案
西工大飞行器结构力学电子教案第一章：飞行器结构力学概述1.1 飞行器结构力学的定义介绍飞行器结构力学的概念和基本原理。
解释飞行器结构力学的研究对象和内容。
1.2 飞行器结构的特点与分类讨论飞行器结构的特点，包括轻质、高强度、耐腐蚀等。
介绍飞行器结构的分类，包括飞行器壳体、梁、板、框等。
1.3 飞行器结构力学的基本假设阐述飞行器结构力学分析的基本假设，如材料均匀性、连续性和稳定性。
第二章：飞行器结构受力分析2.1 飞行器结构受力分析的基本方法介绍飞行器结构受力分析的基本方法，包括静态分析和动态分析。
2.2 飞行器结构受力分析的实例通过具体实例，讲解飞行器结构受力分析的过程和方法。
2.3 飞行器结构受力分析的计算方法介绍飞行器结构受力分析的计算方法，包括解析法和数值法。
第三章：飞行器结构强度分析3.1 飞行器结构强度理论介绍飞行器结构强度理论的基本原理，包括最大应力理论和能量原理。
3.2 飞行器结构强度计算方法讲解飞行器结构强度计算的方法，包括静态强度计算和疲劳强度计算。
3.3 飞行器结构强度分析的实例通过具体实例，展示飞行器结构强度分析的过程和方法。
第四章：飞行器结构稳定分析4.1 飞行器结构稳定理论介绍飞行器结构稳定理论的基本原理，包括弹性稳定理论和塑性稳定理论。
4.2 飞行器结构稳定计算方法讲解飞行器结构稳定计算的方法，包括解析法和数值法。
4.3 飞行器结构稳定分析的实例通过具体实例，讲解飞行器结构稳定分析的过程和方法。
第五章：飞行器结构动力学分析5.1 飞行器结构动力学基本原理介绍飞行器结构动力学的基本原理，包括振动理论和冲击理论。
5.2 飞行器结构动力学计算方法讲解飞行器结构动力学计算的方法，包括解析法和数值法。
5.3 飞行器结构动力学分析的实例通过具体实例，展示飞行器结构动力学分析的过程和方法。
第六章：飞行器结构疲劳与断裂分析6.1 飞行器结构疲劳基本理论介绍飞行器结构疲劳现象的基本原理，包括疲劳循环加载、疲劳裂纹扩展等。
混凝土结构的分析方法
1 结构分析应遵循的基本原则 2 分析方法及其适用范围
1 结构分析应遵循的原则
1.1 结构分析的步骤
结构选型和布置确定之后，可以进行结构分 析。步骤如下：
（1）假定结构构件截面尺寸，选择材料的品种和 级别。
（2）确定结构计算简图。 （3）计算荷载的大小。 （4）选择合适的结构分析方法。 （5）进行结构的内力和变形计算 （6）进行配筋计算，验算变形和裂缝。
弹性分析存在的问题： 确定计算简图后各截面内力分布规律不变化； 某一截面的内力达到其内力设计值时，就认为整 个结构达到其承载力。
问题2 ：已知某单向现浇板建筑布置如下图示，板厚均为 100mm，板上作用活荷载标准值Q=2KN/m2，恒荷载标 准值G=4.5KN/m2，试按照弹性计算方法确定板2的跨中 最大弯矩和2轴线处支座最大弯矩。
在均布及三角形荷载作用下：
=V k3gl0 + k4ql0
在集中荷载作用下：
= M k5Gl0 + k6Ql0
=V k7G + k8Q
3、内力包络图
将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯 矩图或剪力图)叠画在同一张图上，其外包线所形成的图形 称为内力包络图。
内力包络图反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计 时选择截面和布置钢筋的依据。
1.2 结构分析的基本原则
——选自《混凝土结构设计规范》
（1）混凝土结构应进行整体作用效应分析，必要时尚应对 结构中受力状况特殊的部分进行更详细的分析（5.1.1条）。
在所有的情况下，设计计算、验收前均应对结构的整 体进行分析。
必要时，结构中的重要部位、形状突变部位以及内力 和变形有异常变化的部分（例如较大孔洞周围、节点及其 附近区域、支座和集中荷载附近等）应另作更详细的局部 分析。
大学建筑工程力学
大学建筑工程力学大学建筑工程力学是工程学科中的重要分支，它研究建筑物的受力、变形和破坏等力学性质。
本文将从力学基本原理、建筑结构受力分析等方面对大学建筑工程力学进行探讨。
1. 力学基本原理力学是自然科学的一个重要分支，它研究物体受力、运动和相互作用的规律。
在大学建筑工程力学中，以下是几个基本的力学原理：1.1 牛顿第一定律：物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动。
1.2 牛顿第二定律：物体的加速度与作用在其上的力成正比，与物体的质量成反比。
1.3 牛顿第三定律：任何两个物体之间存在相互作用力，且大小相等、方向相反。
2. 建筑结构受力分析在建筑工程中，力学的应用主要体现在建筑结构的受力分析上。
建筑结构是指建筑物中用于支撑和传递载荷的构件系统。
以下是常见的建筑结构和其受力特点：2.1 梁：承受主要有弯曲力和剪切力的作用。
2.2 柱：主要受力为压力，同时还要承受弯曲和剪切力。
2.3 桁架：承受主要的轴力和剪力，通过构件的相互连接形成整体结构。
2.4 基础：负责将建筑物的荷载传递到地基，并抵抗上升或下沉的力。
3. 建筑物的受力分析方法为了确保建筑物的结构安全可靠，工程师通常使用多种受力分析方法。
以下是一些常见的方法：3.1 静力学方法：根据静力平衡原理，计算建筑结构在各个节点的受力情况。
3.2 动力学方法：考虑建筑结构在地震、风力等动力荷载下的受力情况。
3.3 有限元方法：将结构分割成离散的有限元，通过求解大量微分方程来计算结构的受力和变形情况。
3.4 建筑物应力分析：通过数值模拟等方法，分析建筑物受力部位的应力分布情况，以确保结构安全。
4. 建筑物的变形与破坏建筑物在受到力的作用下会发生变形，当超过其承载能力时可能发生破坏。
以下是常见的建筑物变形和破坏形式：4.1 弯曲：建筑材料由于受到弯曲力而产生弯曲变形，当弯曲超过材料的强度极限时可能发生破坏。
4.2 剪切：建筑材料由于受到剪切力而发生沿切面滑移的变形，当剪切强度超过材料的极限时可能发生破坏。
1.2稳固结构的探析(第二课时)
1.2稳固结构的探析（第二课时）一．教学目标：通过技术试验分析影响结构的强度的因素，并写出试验报告。
二．教学内容的分析本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第2课时。
在本课时之前，学生已经学习过了常见结构的基本知识。
学生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
”和构件的五种基本受力形式，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
所以本课时是在第一节认识结构的基础上，具体对结构的两个重要性质：稳定性和强度做详细分析。
课文从实例出发，分析影响结构的稳定性的主要因素，接着讲了结构稳定性在日常生活中的应用。
本节重点是使学生通过技术试验，学会分析影响结构稳定性的因素，教师在技术试验中应该加以对学生的引导。
教学重点：强度概念。
教学难点：影响结构强度的主要因素。
三．教学对象分析：学生对结果已经有了一定的了解，对结构的功能和分类也有了一定的基础。
另外，学生在物理课上已经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，可以说物理的力学知识和上节课常见结构的基本知识为本课时做好了知识的准备。
四．教学策略通过做一个能给学生留下深刻印象的演示试验，来说明结构稳定性的概念。
通过学生熟悉的事例，展开在技术范围内与结构稳定性相关的主要因素，通过技术试验，使学生领悟各因素与结构稳定性之间的定性关系。
（一）教法：在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析和课堂提问等方法与学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个教学活动中。
本课时要求学生亲历探究易拉罐的重心与稳定性的关系的探究试验，让学生在实际操作活动中了解问题探究的方法与过程，感受探究成功后的喜悦。
（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，引导学生养成自主探究的习惯和方法。
五、教学过程：一、复习并引入新课上节课我们学习了结构的一个重要就性质：结构的稳定性。
理论力学受力分析
理论力学受力分析目录一、内容概括 (3)1. 理论力学概述 (3)2. 受力分析的重要性 (4)3. 受力分析的基本方法和步骤 (5)二、基本力学原理 (6)1. 牛顿运动定律 (7)1.1 牛顿第一定律 (8)1.2 牛顿第二定律 (9)1.3 牛顿第三定律 (9)2. 力的分类与性质 (10)2.1 力的种类 (10)2.2 力的性质 (11)三、受力分析方法与技巧 (13)1. 受力图的绘制 (14)1.1 确定研究对象 (15)1.2 力的识别和表示 (15)1.3 力的方向和大小标注 (17)2. 力的分解与合成 (18)2.1 力的分解 (19)2.2 力的合成 (19)3. 受力平衡条件及应用 (21)3.1 受力平衡条件的概述 (22)3.2 受力平衡条件的应用实例 (23)四、复杂系统受力分析 (25)1. 柔体系统的受力分析 (26)1.1 柔体系统的特点 (28)1.2 柔体系统的受力分析方法 (29)2. 多刚体系统的受力分析 (30)2.1 多刚体系统的组成 (32)2.2 多刚体系统的受力分析步骤 (32)五、实践应用与案例分析 (33)1. 工程中的受力分析实例 (35)1.1 桥梁工程中的受力分析 (36)1.2 机械结构中的受力分析 (37)1.3 建筑结构中的受力分析 (38)2. 理论力学在其它领域的应用 (39)2.1 生物力学中的受力分析 (41)2.2 材料力学中的受力分析应用 (42)六、总结与展望 (43)1. 受力分析的总结与回顾 (44)2. 受力分析的发展趋势与展望 (45)一、内容概括理论力学受力分析是研究物体在受到外力作用下所表现出的运动规律和性质的一门学科。
本文档将详细介绍理论力学受力分析的基本原理、方法和应用，包括质点、刚体、平面运动、曲线运动、圆周运动等不同情况下的受力分析。
我们将从牛顿三定律出发，阐述物体在受到外力作用下的加速度与力的关系。
1.2_典型结构受力分析——结构是怎样受力的
（3）拉杆的作用 • 拉杆：辅助立柱抵抗弯曲变形趋势
2、棚室屋架结构分析
6 后墙 7 通道
5 立柱
1 草帘 3 后屋面 2 塑料棚膜 4 拱架（梁）
9 防渗膜固定槽 10 防渗膜
8 防寒沟 11 混凝土墙
1、荷载与立柱的受力
荷载:施加于机械或结构上的外力在力学中
关于外力的一些基本形式
• 构件所受的外力形式多样，基本形式 有弯曲力、拉力、压力、剪切力、扭 转力等。
• 在受外力作用时，构件会发生形状或 大小的改变，这种改变称为变形。
（1）钓鱼——
弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲变 形的力（与构件纵轴线相垂直） 例 子：使用弓、使用臂力器
（2）拔河——
拉力：物体所承受的拉拽力，产生拉伸变形 。
1、单杠受力和变形分析
杠体
立
柱
拉杆
看一段视频（观察单杠受力时的变形）
（1）杠体的受力与变形
• 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，这些外力包括人体重 力、回转运动产生的离心力
杠体受到的Байду номын сангаас的方向
• 任意时刻，人对杠体的作用力，其方向， 都是从杠体指向人重心所处的瞬间位置。
体和人体）
• 认识到：结构中的某构件可能是其他构 件的荷载
• 当人体静挂或静骑在杠体上时
压力
• 当人体回转到单杠的一侧（如单杠的前面）时
弯矩作用 压力
• 可见：
• 同一荷载在静态、动态下， 结构承受的外力往往不同
• 问题：杠体和立柱的上端相连，人 的作用力通过杠体作用于立柱，立 柱产生弯曲变形趋势,如果要向前 发生弯曲，请问同学们，有什么方 法可以削弱或抵消这种弯曲呢？
1.2探究结构教案-高中通用技术粤科版必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2第一章结构及其设计第二节探究结构教学背景党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。
回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。
我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。
认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：理解结构稳定性的概念。
能通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
应用探究所学知识解决实际问题。
逐步学会运用所学的思想和方法分析技术问题。
经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。
教材分析本节课以提高同学们的核心素养为主旨，以学习思想和方法为基础，以设计和操作实践为主要特征，培养同学们的实践能力和创新意识，体现科技与人文相统一。
学情分析:在日常生活中，学生接触到了很多结构，但是都没有认真的对结构进行分析探究。
教学重难点:重点: 理解结构稳定性的概念。
难点: 通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
教学策略:本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
教学准备:展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
教学过程:情景导入:老师：本节课我们学习通用技术必修技术与设计2第一章第二节探究结构。
2010年2月27日(当地时间)，智利中部发生了8.8级地震，震中距智利第二大城市康塞普西翁100 km，距首都圣地亚哥320 km。
工程力学应用 1.2 绘制吊装结构的受力图
注意事项：
❖只画受力，不画施力。即只画分离体上受到其 它物体的全部作用力，不画分离体对其它物体 的反作用力。
❖只画外力，不画内力。 ❖解除约束后，才能画出约束力。 ❖注意判断二力构件（二力杆）。
柔索本身只能承受拉力，不 能承受压力。其约束特点是： 限制物体沿着柔索伸长方向的 运动，因此它能给物体提供拉 力。
• 概念
1.2.1 受力分析与受力图
分离体：被解除约束后的物体。 受力图：在分离体上画上物体所受的全部主动力和约束力，此图称为 研究对象的受力图。
画受力图步骤： 1）取分离体； 2）画主动力（已知力）； 3）画约束力。
任务1.2 绘制吊装结构的受力图
• 学习任务
设计一室的技术人员按研究决定的工 作过程，已经确定该吊装减速器结构的 约束形式为“柔索约束”，为校核最终 是否能成功完成起吊任务，还需要对该 受力情况绘制具体的受力分析图。
任务分析
根据柔索约束的受力特点，以及作用力与反作用力公理等，绘制吊 装柔索的受力分析图如下。
解 1.先取右半拱为研究对象， 1）画出其分离体图 2）画已知力( 无）3）画约束力
2.再取左半拱为研究对象， 1）画出其分离体图 2）画已知力 3）画约束力
3.再取整体为研究对象， 1）画出其分离体图 2）画已知力 3）画约束力
例题：如图所示，已知F、G，不计杆件自重，试画AB、BC、DE的受力图。
1.2.2 受力图的画法 例1 如图所示，绳AB悬挂一重为G的球。试画出球C的受力图(摩擦不计)。
解 1）画分离体： 2）画已知力： 3）三铰拱结构简图。B、C为固定铰支座，A 为连接左、右半拱的中间铰。若左半拱受到垂直力F的作用， 拱重不计。试分别画出左、右半拱的受力图。
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5、梁的抗变形能力和材料有关，为防止混凝土梁 、梁的抗变形能力和材料有关， 裂变，通常将钢筋安排在梁受拉力一侧。 裂变，通常将钢筋安排在梁受拉力一侧。 6、梁的变形与荷载位置有关。荷载越靠近中央， 、梁的变形与荷载位置有关。荷载越靠近中央， 变形量越大。 变形量越大。
压力
压力 压力 能够将作用于拱上的荷载压力， 荷载压力 拱，能够将作用于拱上的荷载压力，传递到四周的 支撑上。 支撑上。 所以，拱结构既利于承载，又美观。 所以，拱结构既利于承载，又美观。一般应用于 较大跨度的情况下。 较大跨度的情况下。
后坡板 梁
前坡面
后墙
立柱
拱结构的应用： 拱结构即中间高四周低的弧形的曲面。这种 结构对承受荷载有利，荷载作用于拱上，圆拱再 把力传到其四周的支撑（梁）上。拱结构的屋面 比平板形的屋面在承受风载或雪载时要有利。跨 度较大的屋面，多采用拱结构。
棚室屋架结构示意图
构件
载荷
构件受力
构件变形
单杠受力分析过程 构件：杠体、立柱、 构件：杠体、立柱、拉杆 载荷：结构自重、 载荷：结构自重、人体质量 构件受力：压力、弯曲力、 构件受力：压力、弯曲力、拉力 构件变形：压缩变形、 构件变形：压缩变形、弯曲变形 拉伸变形
反，且作用于同一物体上的平行的力。 且作用于同一物体上的平行的力。
拧干衣服！ 拧干衣服！
扭转力：反方向向物体两端均匀施力， 扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物
体发生扭转形变的力。 体发生扭转形变的力。
【观察与思考】 观察与思考】
日常生活中， 日常生活中，我们所见到的许多结 构的构件都要承受相应的力， 构的构件都要承受相应的力，请说说书 包带、椅子腿、单杠横杆、螺丝刀、 包带、椅子腿、单杠横杆、螺丝刀、剪 刀剪的纸条各受什么力？ 刀剪的纸条各受什么力？
后坡板
2、梁的受力： 对于梁来说， 承载荷载包括：屋 面（结构自重）产 生的恒载；雪、风 等产生的活载。
梁
前坡面
后墙
立柱
棚室屋架结构示意图
对棚室的支撑屋面的梁来说， 它受的力被传递到其支撑点（柱或墙） 上，通过合理设计，可以使梁不产生明显弯曲。（如 在梁的下面增加支撑点）。
3、棚室屋面受力： 棚室屋面采用 了拱形结构，所承 载的荷载主要是雪、 风产生的活载。
梁 拱
——受力分析 受力分析
常规梁（双支点） 常规梁（双支点）
垂 直 梁
悬臂梁（单支点） 悬臂梁（单支点）
压力 剪切力
拉力
梁的受力示意图
梁的受力与变形本质： 梁的受力与变形本质：
1、梁受力后，一部分受压力而缩短，另一部分受 、梁受力后，一部分受压力而缩短， 拉力而延长，两部分之间有一层不缩短也不伸长， 拉力而延长，两部分之间有一层不缩短也不伸长， 称为中性层 中性层. 称为中性层
拱形结构的应用
【案例2】棚室屋架结构与受力
前坡面 后坡面 梁
立柱
后坡板 梁
前坡面
后墙
立柱
1、棚室荷载与立柱受力： 、棚室荷载与立柱受力：
棚室屋架结构示意图
棚室屋面、梁、立柱和墙等构件，共同组成 了支撑荷载的棚室结构系统。这里的荷载有恒载 和活载之分。 对于立柱来说，承载的荷载包括：屋面、梁 的质量（结构自重）产生的恒载；雪、风等产生 的活载。
2、对于整个梁来说，弯矩最大的横截面上的应力 、对于整个梁来说， 也最大，这个截面称为危险截面 危险截面。 也最大，这个截面称为危险截面。
3、在相同荷载作用下，梁越长，梁的变 、在相同荷载作用下，梁越长， 形越大。 形越大。
4、梁的变形和其剖面尺寸有关。梁的变形量和水平 、梁的变形和其剖面尺寸有关。 方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。 方向尺寸成反比，和垂直方向尺寸的立方成反比。 因此，若要加强梁的抗变形能力， 因此，若要加强梁的抗变形能力，将材料加在高 度上，会比加在宽度上有效。 度上，会比加在宽度上有效。
结构自重、 结构自重、雪 P1 立柱 M P2 弯矩示意图 后墙 风载
后坡板 梁
前坡面
立柱
棚室屋架结构示意图
荷载中的风载，情况比较复杂，它与风的大小， 方向有关。将风载生成的作用力分解为沿立柱轴线 和垂直于立柱轴线的两个方向的分力后，其受力情 况如图所示。 M为受到垂直于立柱方向的力而形成 的弯矩。 通过合理设计，立柱将会抵抗压缩与弯曲两类 变形。
一、结构与力
结构的本质是为了承受力和抵抗变形。 结构的本质是为了承受力和抵抗变形。 结构受到哪些力的作用？发生何种变 结构受到哪些力的作用？ 形？
1、框架结构构件所受到的力
压力-----构件（柱）压缩变形（短、粗） 拉力-----构件（杆、索、筋）拉伸变形 （长、细） 弯曲力-----构件（梁）弯曲变形 剪切力-----构件剪切变形 扭转力-----构件扭转变形
趁热打铁！ 趁热打铁！
压力：挤压物体的力。 压力：挤压物体的力。
拔河：物体所承受的拉拽力。
钓 鱼！
弯曲力：作用于物体， 弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力
修理草坪！ 修理草坪！
剪刀、 剪刀、钢丝钳
剪切力：两个距离很近，大小相等， 剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相
2、梁的概念： 构件件在受到与构件纵轴线相 垂直的外力作用时会发生弯曲变 形，产生弯曲变形的构件，称为 “梁”。 “ 梁”是在框架结构中最容 易因受力发生变形的构件，所以 “梁”是结构受力分析的重点。
梁的三种形式： 梁的三种形式：
垂 直 梁
常规梁（双支点） 常规梁（双支点）
悬臂梁（单支点） 悬臂梁（单支点）
前拉杆 后拉杆
3、立柱、拉杆的受力与变形 、立柱、
M M’
单杠的立柱是总荷载的主支撑点，当人体静挂或 静骑在杠体上时，两根立柱只承受压力。 当人体回转到单杠的一侧时，经过杠体传到立柱 上端的外力将对立柱产生弯矩M，使立柱产生弯曲变 形的趋势，此时立柱就相当于根部固定于地基的垂
直梁。
立柱根部与地面的牢固连接，在拉杆的共同作用 下，抵抗立柱发生变形。
复习要点：
1、物体的性质和形态是由物体的结构决定的。 2、物体的结构是由物体的功能和需要决定的。 3、结构是物体组成部分之间的搭配和排列。 4、结构的主体框架与构造形式称为“架构”， 结构的各组成部分称为“构件”。 5、从力学角度上，结构的本质是： 承受外力，抵抗变形。 6、常见结构类型：实心、框架、壳体结构。
3、荷载的概念：
结构所承受的外力是作用在结构上 的荷载引起的。 荷载有“恒载”和“活载”之分： 恒载-----不随时间变化而变化的永久性荷载 如：结构自重等。 活载-----随情况变化而变化的可变性荷载 如：自然荷载中的风、雪等
柱、杆（索）、梁的受力 ）、梁的受力
二、【案例分析1】单杠结构与受力
1、单杠的结构 构件）？ （构件）？ 杠体、立柱、 杠体、立柱、拉杆
杠体
单杠结构示意图
立柱 拉杆
2、杠体的受力与变形 、
单杠的杠体可视为梁，运动员在杠体上作各 种动作时，对杠体施加了外力，包括人体质量和 回转运动产生的离心力，使杠体产生弯曲变形。 杠体弯曲变形的方向总是朝着人体所在的瞬 间位置的方向发生弯曲。