1.1常见结构的认识ok精编.ppt

第一节 无处不在的结构 马上行动：生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？ 苍蝇和照相机：苍蝇的一只复眼是由4000多只小眼组成的，这些小眼睛组成一个蜂窝一样的形状堆积在苍蝇的头两边。复眼对苍蝇的生活来说可重要了，苍蝇身上的许多部分都是与复眼直接相连，复眼看到目标之后，苍蝇就立刻出动，干起新的坏事。可别小看苍蝇的复眼，它们观察物体比我们人类还要仔细和全面。每秒钟闪烁60次的日光灯，你也许根本无法察觉，可是苍蝇却能够不费吹灰之力地看出来。人类对苍蝇眼睛的研究至今，收藏非常丰富。人类对苍蝇眼睛的研究至今，收获非常丰富。美国人根据苍蝇复眼的原理发明了“蝇眼”航空照相机，这种照相机一次能拍摄1000多张高清晰照片。天文学也有一种叫做“蝇眼”的光学仪器，这是一种在无月光的夜晚也能够探测到空气簇射光线的仪器。这种仪器的多镜面光学系统正是根据苍蝇复眼的结构设计的。 蝴蝶和防伪纸币：科学家通过研究大凤蝶发现其翅膀颜色本来是黄色和蓝色的，但是，在一般人看起来，它却是绿色的，这是为什么呢？原来科学家发现在显微镜下：蝴蝶翅膀上有很多很小的下凹的小坑，小坑底是黄色的，而坑的斜坡上是蓝色的，当阳光照射在蝴蝶翅膀上的时候，由于发生光的折射作用，人眼看到的蝴蝶翅膀上的时候，由于发生光的折射作用，人眼看到的蝴蝶就是绿色的。根据这个现象，人们在纸币或信用卡上也设置了许多小坑，这样，无论假币有多么逼真，都难逃光学设备的“法眼”。 萤火虫和人工冷光：萤火虫的发光器拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。萤火虫的发光，实质上是把这两种物质的化学能转变成光能的过程，这其中要有氧气的参加。萤火虫呼吸的时候，如果氧气越充分，那么萤火素和萤火酶结合之后的复杂变化就会越剧烈，萤火虫发出的光就越强烈。科学家用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素和水等一些物质混合而成的生物光源，可在充满爆炸性瓦斯的矿井中充当闪光灯，这种光不会引爆瓦斯 蝙蝠和雷达：蝙蝠的嘴巴和鼻子上长着一个怪异的“鼻状叶”结构，周围还有皮肤“皱纹”，这些组成了一种奇特的超声波装置，当蝙蝠发射超声波的时候，超声波碰到飞舞的昆虫就能立刻反射回来，这时，蝙蝠就知道：周围有吃的了。它们只需要快速地行动起来，就能美美地饱餐一顿。蝙蝠的这种本领叫做“回声定位”。在第一次世界大战期间，人们根据蝙蝠的“回声定位”原理发明了雷达，雷达能及时探测出敌机的方位和距离，以便发出警报，然后进行狙击。来自英国利兹大学的研究人员大胆地进行了尝试。他们研制成功一种“蝙蝠拐杖”，这种特殊的拐杖能发出一种人耳听不见的声呐波，通过震动的强弱，帮助盲人探测障碍物的远近。 （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 思考：对一张扑克牌施加各种力，它会有哪些受力形式？ 一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，它改变了人推磨时的用力方向，只需前推或者后拉，使推磨更轻松。 二是防止推杆弯曲变形，还可以承受一些推杆的重力。 比较不同形状的纸板承受压力的大小 桁架结构 桁架结构 桁架：是由若干直杆组成的一般具有三角形区格 的平面或空间承重构件。 优点： （1）在荷载作用下，桁架主要承受轴向压力或拉 力，从而能充分利用材料的强度。 （2）在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增 大刚度 缺点：制造时耗时多，结构本身占用建筑空间较大 槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构，槽钢还常常和工字钢配合使用。 角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。 灯光音响桁架 空间桁架结构 上海科技宫 球形空间桁架结构 大多数现代建筑的结构是由若干种基本结构类型组合而成的，往往整体是框架结构，地基、柱等是实体结构，有的建筑的屋顶则是壳体结构。 悉尼歌剧院 蒙古包 帐篷 壳体结构 框架结构 高压储气罐、贝壳的壳体结构 壳体结构 鸡蛋承载实验 想一想：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？ 壳体结构 材料阅读: 一件建筑和高级工程学的杰作 蛋壳对于压力的承受力是惊人的。人人皆知的是，在中国杂技佳作中，不仅有人踩鸡蛋的节目，更有提起两桶水踩蛋的精彩表演。这是巧妙地利用蛋壳承受压力能力的一个极好的例子。蛋不仅是整个生物界最大的单体细胞，以现代技术和工程知识系统的眼光来看，它还是一个集工程学、建筑学、防卫战略、保存能量和使空间利用达到最佳化与将其最完美结合于一身的大自然的绝妙之作。 我们的观察首先从鸡蛋，特别是从蛋壳开始。蛋壳是由94%的碳酸钙（以方解石晶体的形式）、1%的碳酸镁、1%的磷酸钙和4%的蛋白质构成的。方解石晶体基本上是随意排列的，因此在晶