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常见结构的认识及欣赏
必修2 技术与设计2
第八单元 结构与设计
考纲导学
考点
考试内容
考试要求
常见结构的认识
①结构的概念
②结构的受力
a
b
稳固结构的探析
①结构的稳定性与强度
②影响结构稳定性的主要因素
③影响结构强度的主要因素
④结构与功能的关系
b
c
c
b
简单结构的设计
①结构设计的主要因素
②简单结构的设计
a
c
经典结构的欣赏
①结构的实用性
②典型结构设计的欣赏与评价
b
b
第1节 常见结构的认识及欣赏
一、常见结构的认识
1.结构的含义
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
从力学角度来说,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。
2.构件
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称为构件。
3.构件的受力基本形式
受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转。
4.结构的基本类型
（1）实体结构:
结构体本身是实心的结构,其受力特点是:
外力分布在整个体积中。
（2）框架结构:
结构体是由细长的构件组成的结构,其受力特点是:
既能承受竖向重力荷载,也能承受水平方向的荷载。
（3）壳体结构:
层状的结构,其受力特点:
外力作用在结构体的表面上。
二、经典结构的欣赏
赏析结构设计作品的两个角度
（1）技术角度:
结构的使用功能的实现,结构的稳固耐用,结构造型设计的创意和表现力,材料使用的合理性,工艺制造的精湛程度等。
（2）文化角度:
结构的文化寓意与传达,公众认可的美学原则,反映的时代、民族、习俗方面的特征,结构的个性特征等。
1.（2019台州期末）如图所示的推料机构,电动机带动曲柄圆盘做圆周运动来驱动摇杆摆动,从而完成推料动作,图示状态下在对物料向右推进。
下列对图示状态构件主要受力形式的分析中,正确的是（ ）
A.摇杆受压、连杆受压、从动连动杆受拉
B.摇杆受弯曲、连杆受扭转、从动连动杆受压
C.摇杆受弯曲、连杆受弯曲、从动连动杆受压
D.摇杆受压、连杆受弯曲、从动连动杆受拉
1.
答案 C 本题考查构件的受力基本形式。
摇杆和连杆不是二力杆,受外力作用时应受弯曲,从动连动杆应受压,因此C项分析正确。
2.（2019浙江七彩阳光联考）如图所示是一种滑槽杠杆式抓取机构及其局部示意图。
销轴2固定在底座上,销轴3固定在推杆2上,夹持臂铰连接在销轴2上。
在推力F的作用下,推杆1通过推杆2,带动夹持臂夹紧物体。
下列关于物体夹紧后各部件的受力形式分析中不正确的是（ ）
A.销轴2只受剪切
B.销轴3不只受剪切
C.推杆2受弯曲
D.夹持臂受弯曲
2.
答案 A 本题考查构件的受力基本形式。
销轴2和销轴3都既受剪切又受弯曲,所示选项A分析不正确。
3.（2019嘉湖丽联考）如图是缝纫机针头往复运动结构示意图。
曲柄绕着支点顺时针旋转,通过连杆带动滑杆沿导轨往复运动,从而实现针头的上下运动。
当针头从上向下运动时,曲柄、连杆、导轨2的主要受力形式是（ ）
A.曲柄受弯曲、连杆受压、导轨2受压和受弯曲
B.曲柄受扭转、连杆受拉、导轨2受压和受弯曲
C.曲柄受扭转、连杆受拉、导轨2受拉和受弯曲
D.曲柄受弯曲、连杆受压、导轨2受拉和受弯曲
3.
答案 A 本题考查构件的受力基本形式。
由运动趋势和杆件特征分析可知曲柄受弯曲、连杆受压、导轨2受压和受弯曲,因此A项正确。
4.（2019浙江十校联考）如图所示为自升式塔式起重机,在工作过程中其塔身、横梁、拉索的主要受力形式分别是（ ）
A.受压、受压、受拉
B.受压、受弯曲、受拉
C.受弯曲、受剪切、受扭转
D.受扭转、受弯曲、受压
4.
答案 B 本题考查构件的受力基本形式。
由各杆件的受力情况分析可知其塔身、横梁、拉索的主要受力形式分别是受压、受弯曲、受拉,所以B项正确。
5.（2019浙江新高考联盟联考）如图所示是某升降机结构示意图,当升降机往下降时,以下受力分析正确的是（ ）
A.连杆1受压,连杆2受压,液压杆受压
B.连杆1受压,连杆2受弯曲,液压杆受拉
C.连杆1受弯曲,连杆2受弯曲,液压杆受拉
D.连杆1受弯曲,连杆2受弯曲,液压杆受压
5.
答案 D 本题考查构件的受力基本形式。
由运动趋势和杆件特征分析可知连杆1受弯曲,连杆2受弯曲,液压杆受压,因此D项分析正确。
6.（2019湖州模拟）如图所示是一种室内吊机。
下列关于该吊机构件受力方式分析不正确的是（ ）
A.支撑杆受压、受弯曲
B.立柱受压、受弯曲
C.斜杆受压
D.横杆受拉
6.
答案 C 本题考查构件的受力基本形式。
在重物重力的作用下横杆受拉,立柱受压、受弯曲,支撑杆受压、受弯曲,斜杆受拉,所以选项C不正确。
7.如图所示是竹、木混合材质的躺椅,其结构类型为（ ）
A.壳体结构
B.实体结构
C.框架结构
D.其他结构
7.
答案 C 本题考查结构的类型。
竹、木材料多为细长的构件,属于框架结构,因此C项正确。
8.如图所示是修缮完毕的上海外白渡桥北段桥身。
外白渡桥是苏州河汇入黄浦江口的第一座钢桥,见证了上海滩百年沧桑。
修缮时,有关部门强调要修旧如旧。
如此修缮的主要原因是（ ）
A.该桥是框架结构
B.此地段无法架设现代桥梁
C.此地段交通的迫切需要
D.该桥具有较高文化价值
8.
答案 D 本题考查经典结构的欣赏。
经典的建筑结构不仅是技术的展现,还是文化的表达。
对外白渡桥的修缮应当考虑其文化价值,因此D项正确。
突破 构件的受力分析
构件的受力基本形式
特点
受拉
构件承受拉拽力
受压
构件承受使之被挤压的力
受弯曲
构件承受使之产生弯曲的力
受扭转
构件两端承受方向相反的均匀的力,使它发生扭转形变
受剪切
构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力
例 （2019温州模拟）如图所示为钢料推送装置,采用多杆机构推动滑块,杆1可在机座1上由电机带动做360°顺时针转动,杆3与机座2为铰连接,并推拉杆4使滑块做往返运动。
如图状态时,各构件的受力形式为（ ）
A.杆1受弯曲、杆2受压、杆3受弯曲、杆4受压
B.杆1受扭转、杆2受弯曲、杆3受弯曲、杆4受压
C.杆1受弯曲、杆2受压、杆3受压、杆4受弯曲
D.杆1受拉、杆2受拉、杆3受弯曲、杆4受拉
例
答案 A 本题考查构件的受力基本形式。
杆1可在机座1上由电机带动做360°顺时针转动,所以此处为刚连接,杆1受弯曲。
结合题图状态可以分析各杆件的受力情况,因此A项正确。
1-1 （2019绍兴模拟）如图所示是一种肘杆夹紧机构。
在力F的作用下,手柄通过连杆带动压杆绕销轴转动,将工件压紧后,手柄、连杆、压杆、销轴的主要受力形式是（ ）
A.手柄受压、连杆受压、压杆受压、销轴受剪切
B.手柄受弯曲、连杆受压、压杆受压、销轴受剪切
C.手柄受压、连杆受拉、压杆受弯曲、销轴受扭转
D.手柄受弯曲、连杆受拉、压杆受弯曲、销轴受扭转
1-1
答案 B 本题考查构件的受力基本形式。
手柄在力F的作用下,由题图可知为受弯曲,再由力F的作用方向可以分析得连杆受压、压杆受压、销轴受剪切。
因此B项正确。
1-2 （2019宁波模拟）如图所示为水中航模器的动力传动机构。
当电机按如图方向转动时,会带动蜗杆和叶轮同向转动,而蜗杆的转动会使蜗轮按图示方向转动。
杆1与蜗轮的中心轴刚连接在一起,因此杆1和蜗轮可一起绕着支架转动。
杆1另一端和杆2为铰连接,杆2和杆3也为铰连接。
当蜗轮按如图所示的箭头方向转动时,下列关于此机构各部件主要受力形式的分析正确的是（ ）
A.杆1受弯曲、杆2受压、杆3受拉
B.杆1受压、杆2受弯曲、杆3受压
C.杆1受压、杆2受压、杆3受拉
D.杆1受弯曲、杆2受弯曲、杆3受拉
1-2
答案 A 本题考查构件的受力基本形式。
因为杆1与蜗轮的中心轴刚连接在一起,所以杆1为受弯曲,杆2和杆3都是二力杆,由题图分析可知分别为受压和受拉,选项A分析正确。
1.（2020浙江1月选考,6,2分）如图所示的压紧机构,在力F的作用下（如图a所示）,推杆通过连杆和摆杆带动压杆逆时针摆动,将工件压紧。
当连杆与摆杆相重合,并与压杆相垂直时（如图b所示）,工件受到的压紧力最大,此时连杆、摆杆、压杆的主要受力形式是（ ）
图a
图b
A.连杆受拉、摆杆受弯曲、压杆受压
B.连杆受压、摆杆受拉、压杆受弯曲
C.连杆受弯曲、摆杆受压、压杆受拉
D.连杆受压、摆杆受压、压杆受弯曲
1.
答案 B 本题考查构件的受力基本形式。
将工件压紧时,当连杆与摆杆相重合,并与压杆相垂直时,在力F的作用下,连杆受压,从摆杆受的反作用力的角度分析,摆杆受拉,因此B项分析正确。
2.（2019浙江4月选考,7,2分）如图所示是一种结构对称的增力结构。
在较小的推力F作用下,推杆通过连杆和摆杆带动顶杆运动,能克服较大的工作阻力P。
下列受力形式分析中正确的是（ ）
A.连杆1受拉、摆杆1受拉、推杆受弯曲
B.连杆1受压、摆杆1受拉、推杆受压
C.连杆1受压、摆杆1受压、推杆受弯曲与受压
D.连杆1受压、摆杆1受压、推杆受压
2.
答案 D 本题考查构件的受力基本形式。
连杆1、摆杆1和推杆之间都是铰连接,所以连杆1受压、摆杆1受压、推杆受压,选项D分析正确。
3.（2018浙江11月选考,7,2分）如图所示是一种压紧机构。
在力F的作用下,推杆1通过连杆1、摆杆、连杆2推动推杆2,将物体压紧。
下列受力形式分析中正确的是（ ）
A.连杆1受弯曲、摆杆受拉、推杆2受压与受弯曲
B.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压与受弯曲
C.连杆1受压、摆杆受拉、推杆2受压
D.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压
3.
答案 B 本题考查构件的受力基本形式。
推杆2与物体接触处不是铰连接,所以推杆2受压与受弯曲。
又易知连杆1、连杆2受压,因此B项正确。
4.（2018浙江4月选考,8,2分）如图所示,施工人员转动卷扬机,卷扬机通过钢丝绳向上拉电线杆。
图示状态中,电线杆一端被拉起,力F作用在手柄上,摇臂与电线杆的主要受力形式是（ ）
A.摇臂受压、受弯曲,电线杆受弯曲
B.摇臂受弯曲、受扭转,电线杆受拉
C.摇臂受压、受扭转,电线杆受拉
D.摇臂受弯曲、受扭转,电线杆受弯曲
4.
答案 D 本题考查构件的受力形式。
摇臂端部受手柄作用而弯曲,中部绕轴转动而受扭转;电线杆一端受钢丝绳的牵引,受力方向与电线杆不平行,属于受弯曲,因此D项正确。
5.（2017浙江11月选考,7,2分）如图所示是一种手动压力机。
在力F作用下,手柄通过连杆1、摇杆、连杆2带动压杆向下运动,将工件压紧。
连杆1、摇杆、连杆2的主要受力形式是（ ）
A.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受压
B.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受拉
C.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受拉
D.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受压
5.
答案 A 本题考查构件的受力形式。
连杆1受手柄的拉的作用;摇杆受连杆1和连杆2的作用,有弯曲形变的趋势,受弯曲;连杆2受摇杆的压的作用,因此A项正确。
6.（2016浙江4月选考,8,2分）如图所示为一款机械手。
在力F作用下,拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动,将工件夹紧。
连杆和夹持手的主要受力形式是（ ）
A.连杆受拉、夹持手受弯曲
B.连杆受压、夹持手受压
C.连杆受压、夹持手受弯曲
D.连杆受弯曲、夹持手受弯曲
6.
答案 C 本题考查的是构件的受力基本形式。
对于夹持手来说,以中间的销轴为支撑点,连杆和工件对它施加了同一方向的力,所以是受弯曲。
对于连杆来说,两头的销轴所施加的力主要是向中间的,所以连杆是受压。
1.（2019浙江五校联考）下图是某小型飞机起落架结构示意图,该起落架通过液压杆的上下运动带动轮架收拢与放下,各杆件间的连接均为铰连接,以下分析中不正确的是（ ）
A.地面静止状态下,轮架与液压杆的主要受力形式一样
B.地面静止状态下,连杆1与连杆3的主要受力形式一样
C.飞行收拢状态下,轮架和连杆2的主要受力形式一样
D.飞行收拢状态下,连杆1和连杆3的主要受力形式一样
1.
答案 A 本题考查构件的受力形式。
根据题图分析可知,地面静止状态下,轮架受压,液压杆受拉,因此A项分析不正确。
2.（2019丽水期末）图甲所示的是三爪拉马,它用于将损坏的轴承从轴上沿轴向拆卸下来。
使用时如图乙所示,将螺杆顶尖定位于轴端顶的尖孔,调整拉爪位置,使爪片钩住轴承外环,通过扳手旋转螺杆,使爪片带动轴承沿轴向移动拆除。
拆除过程中,下列受力形式分析正确的是（ ）
A.爪片受拉,连接片受拉,螺杆受压、受扭转
B.爪片受弯,连接片受拉,螺杆受压、受扭转
C.爪片受拉,连接片受压,螺杆受拉、受扭转
D.爪片受拉,连接片受压,螺杆受压、受扭转
2.
答案 B 本题考查构件的受力形式。
根据题图分析可知,螺杆要顶住轴承且转动,所以爪片受弯,连接片受拉,螺杆受压、受扭转。
3.（2019绍兴期末）如图所示是一种压紧机构,在力F的作用下,拉杆通过连接块、连杆,带动压杆摆动,将工件压住。
下列受力形式分析中正确的是（ ）
A.拉杆受拉、连杆受拉、压杆受压
B.销轴受剪切、连杆受弯曲、压杆受弯曲
C.拉杆受拉、连杆受压、压杆受弯和受压
D.拉杆受拉、销轴受剪切、压杆受弯曲
3.
答案 D 本题考查构件的受力形式。
根据题图中力F的方向分析可知,拉杆受拉、连杆受拉、销轴受剪切、压杆受弯曲,所以选项D正确。
4.（2019浙江十二校联考）如图所示是一种摇臂钻床,电机转动带动丝杠旋转能使摇臂升降。
摇臂在升高过程中,丝杠和立柱的主要受力形式是（ ）
A.丝杠受扭转、受拉,立柱受扭转
B.丝杠受弯曲、受压,立柱受扭转
C.丝杠受扭转、受压,立柱受弯曲
D.丝杠受扭转、受拉,立柱受弯曲
4.
答案 D 本题考查构件的受力形式。
由题图分析可知,摇臂在升高过程中,丝杠受扭转、受拉,立柱受弯曲。
5.（2019宁波十校联考）如图所示为一机械手,把手转动时,由主动齿轮带动左右两个从轮转动,从而带动左、右摆杆及左、右夹臂活动,将工件夹紧或松开。
下列说法中正确的是（ ）
A.当工件被牢固夹紧后,左摆杆、右摆杆主要受压
B.当工件被牢固夹紧后,左、右夹臂主要受弯曲
C.工件被夹紧过程中,把手主要受扭转
D.工件被夹紧过程中,三个齿轮均为顺时针转动
5.
答案 B 本题考查构件的受力形式。
当工件被牢固夹紧后,左、右夹臂受工件的反作用力,主要受弯曲。
6.（2019嘉丽联考）如图所示为液压千斤顶工作原理图,修车师傅正用力将车子顶起的时候,液压杆和施压杆的主要受力形式是（ ）
A.液压杆受压,施压杆受弯曲
B.液压杆受压,施压杆受压
C.液压杆受弯曲,施压杆受压
D.液压杆受弯曲,施压杆受弯曲
6.
答案 A 本题考查构件的受力形式。
修车师傅正用力将车子顶起的时候,施压杆的主要受力方向向下,所以施压杆受弯曲,液压杆受压。
7.如图所示是机床专用夹紧机构,压下手柄,钩头板夹紧工件。
下压手柄时,各构件的受力形式为（ ）
A.连杆受压、钩头板受弯曲、销轴受剪切、抠板受拉
B.连杆受弯曲、钩头板受弯曲、销轴受剪切、抠板受压
C.连杆受压、钩头板受压、销轴受扭转、抠板受拉
D.连杆受弯曲、钩头板受压、销轴受剪切、抠板受压
7.
答案 A 本题考查构件的受力形式。
下压手柄时,连杆受压,钩头板中部受连杆作用而弯曲,销轴受剪切,手柄若以销轴为转轴,则在抠板的连接点有上拉作用,因此抠板受拉,A项正确。
8.如图所示为某人工竖杆作业的示意图。
工人推动横杆使中轴转动,中轴带动拉索竖起电线杆。
以下对构件的主要受力形式的分析中,恰当的是（ ）
A.横杆受压,中轴受弯曲,拉索受压
B.横杆受压,中轴受扭转,拉索受拉
C.横杆受弯曲,中轴受弯曲,拉索受压
D.横杆受弯曲,中轴受扭转,拉索受拉
8.
答案 D 本题考查结构的受力形变。
拉索正常使用时,肯定是受拉。
中轴一端在被横杆带着转时,是受到阻碍作用的,原因是另一端由拉索带着往反方向转,两端旋转不同步,故受扭转。
横杆一端被推时,想象其为较软的材料,则其肯定明显弯曲,故横杆受弯曲。
综上,答案为D。
9.如图所示为一款手动榨汁机,当手握杆2向下施力时,杆1、杆2的受力形式为（ ）
A.杆1受拉、杆2受扭转B.杆1受拉、杆2受弯曲
C.杆1受压、杆2受压D.杆1受压、杆2受弯曲
9.
答案 D 本题考查构件的受力基本形式。
杆1向下产生挤压水果的作用,因此杆1受压;杆2的一端受到手的垂直于杆方向的作用,另一端受到其他杆的作用,因此杆2受弯曲。
综上所述,D项正确。
10.如图所示的垃圾桶在打开桶盖时,下列关于各构件受力变形的分析正确的是（ ）
A.连杆主要受压,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受压
B.连杆主要受拉,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受压
C.连杆主要受压,踏杆主要受弯曲,弹簧主要受扭转
D.连杆主要受压,踏杆主要受压,弹簧主要受压
10.
答案 A 本题考查构件的受力形式。
脚踩踏板,弹簧压缩,踏杆绕支点顺时针转动,使连杆向上撑开桶盖,因此连杆受压,踏板受弯曲,弹簧受压,A项正确。
11.如图所示为一款防爆断线钳,小明拿它剪粗铁丝,在剪断粗铁丝的过程中,粗铁丝和手柄的主要受力形式是（ ）
A.粗铁丝受压、手柄受弯曲
B.粗铁丝受剪切、手柄受弯曲
C.粗铁丝受压、手柄受压
D.粗铁丝受剪切、手柄受压
11.
答案 B 本题考查构件的受力基本形式。
钳口的刀刃是上下对齐的,因此粗铁丝受剪切;手柄悬空端受力不沿柄,因此手柄受弯曲。
综上所述,B项正确。
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