必修2 技术与设计2通用技术《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 一、单杠结构分析》精品课教案

必修2 技术与设计2通用技术《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 一、单杠结构分析》精品课教案

㈠作用在结构上的载荷（力）

工程结构承受的外力有各种各样，但以它们对结构的影响来说，主要有以下几种。

⒈拉力：结构承受拉伸时，作用在结构（经常称为拉杆）上的力是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的集中力，方向背离杆的底面。其受力实例是吊车的吊绳。

⒉压力：结构承受压缩时，作用在结构（习惯上称为压杆） 上的力是一对方向相反，作用线与压杆轴线重合的集中力，方向指向杆的底面。如液压机的顶杆工作时就是受压。

⒊剪力：结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件 相对的两个面上，方向 相反，作用线错开微小距离的两个平行力。连接剪刀两个部分的销钉在剪刀工作时就是承受的剪切力，其受力模型如图。

⒋扭转力：承受扭转的构件一般都称为轴。它承受的外力 是一对 作用在轴两端面内，转向相反的力偶矩，其受力实例和力学模型如图。

⒌弯曲力：承受弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时，受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶矩。其作用力是使梁产生弯曲变形。

㈡结构受载荷实例

任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载荷， 保证结构的可靠工作。

⒈秋千的吊索，主要承受拉力；

⒉桥梁的桥墩，主要承受压力；

⒊连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；

⒋汽车方向盘的轴，主要承受扭力；

⒌单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯力；

⒍吊扇旋转，吊杆主要受扭力和拉力；

为了保证结构的正常工作，这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。

二、典型结构分析

⒈单杠结构分析

⑴各部分名称：杠体，立柱和拉杆。（为什么做成这样的结构？）

⑵杠体的受力与变形：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。——弯曲力

⑶立柱、拉杆的受力与变形：

立柱：静止时受压力；当人在运动时，对立柱产生弯矩M，使立柱弯 曲变形。——怎样做才能保持单杠稳定？

拉杆：人在运动时，拉杆起到辅助立柱 抗变形作用。

⒉棚室屋架结构分析

⑴棚室荷载与立柱受力：永久性荷载（不随时间变化而变化的荷载）和可变性荷载（随情况变化而变化的荷载）。