1、名校聯盟陜西省澄城縣寺前中學高二通用技術技術與設計知識點 新人教版1、結構：（1）結構的含義從力學角度講：結構是指可承受一定應力的物體形態，結構可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。從理解上講，結構普遍存在于自然界和人類創造的物體中，不能用某一具體的物體來描述。從廣義的上講:結構是指各個組成部分之間的搭配和排列。結構決定物體的性質和形態。（2）兩個概念構件(member)：工程中把組成結構的部件和零件稱為構件。變形(deformation)：工程中把結構的形狀和大小的改變稱為變形，又叫形變。（3）五種不同的力：拉力、壓力、扭曲力、彎曲力、剪切力。（4）結構的分類及其特點：實體結構：利用自身來承受自

2、身的荷載，主要承受壓力。框架結構：通過條狀物的連接來承受荷載，既可承受壓力又能夠承受拉力。殼形結構：通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當殼頂受到壓力時，它能將力均勻擴散。2、結構的穩定性：結構在載荷的作用下維持其原有的平衡形式的能力。決定結構穩定性的因素：結構的穩定性與幾何形狀、支撐面積的大小和重心位置密切相關。一個結構要穩定，它的幾何形狀科學、支撐面積大和重心位置低。3、結構的強度：構件和材料具有的抵抗破壞的能力。結構的強度是通過構件和材料來體現的。構件的強度與構件的橫截面積、材料和材料的形狀有關。（1）應力內力：構件在外力的作用下會變形，同時構件內部各質點之間的相互作用力發生改變，這種作用

3、力的改變稱為內力。內力是構件由于要抵抗外力的破壞而產生的力。強度越大，構件能承載的外力就越大，構件能產生的內力就越大。外力變形內力引起產生抵抗應力：構件單位面積所受的內力稱為構件的應力。用符號表示。a.計算公式：，其中N表示內力，A表示橫截面積。b.單位：帕（Pa）。c.應力與壓強：應力是屬于壓強。指單位面積上受到的力的大小；應力具體指構件橫截面上受到內力產生的作用效果。d.常見的應力：正應力或反應力,與截面垂直的應力; 剪應力或切應力,與截面相切的應力。e.理解：在內力不變的情況下，構件的截面越大，應力就越小。構件就越不容易被破壞，強度就越大。應力應用例子：a、建筑物的支柱是怎樣承受壓力的？

4、越往底部，支柱承受的壓力越大，利用增大橫截面積的方法減小應力，以保證支柱不被破壞。b、紐絞的繩子為什么不容易拉斷？在繩子產生的內力（稱為“張力”）一定時，增加橫截面積，減小應力。（2）結構的強度與哪些因素有關：材料、材料本身的形狀、結構的連接。結構的強度與材料有關：混凝土加入鋼筋以后既能承受壓力，又耐拉力。結構的強度與材料本身的形狀有關：“工”型結構、薄板通過折疊改變結構來加固。剛度：指構件抵抗變形的能力。相同的力的作用下，剛度大的構件變形小，剛度小的構件變形大。結構的強度與結構的連接有關：結構的連接：通過一定的連接物將構件組成整體結構。構件連接處的強度是影響整個結構強度和穩定性的重要因素，而

5、構件連接處的強度取決于它的連接方式、連接技術和連接處的牢固程度等。a.常見的連接方式：榫接、螺栓連接、膠接、繩系、焊接、鉚接等。b.構件的結點：鉸結點（不能相對滑動但能轉動）、剛結點（既不能相對移動也不能轉動）（3）結構的強度和穩定性試驗技術試驗有多種作用：a對不同材料進行強度試驗，目的在于選擇符合設計要求的材料b對結構進行加載模擬試驗，目的在于檢測或改進結構的強度。技術試驗有多種方式：撞擊試驗、承載試驗和模擬試驗等。4、結構設計結構設計是屬于設計中的一種類型，它必須遵循一般的設計方法和過程。結構設計必須考慮它的受力情況、穩定性、強度、連接方式和材料的選用等。并能對結構設計進行基本的描述（圖紙

6、等）。還要從功能、實用、安全、經濟、美觀和人性化等角度綜合考慮，以保證結構設計的目的和要求。 結構設計：（1）明確設計目的及要求：設計目的及要求材料與連接方式（2）形成初步設計方案收集和整理信息發現問題結構類型的選擇橋梁的結構有：拱架橋、梁架橋、鋼索斜拉橋、懸梁橋、懸索橋、弓形拱橋等六種。繪制草圖（3）模型制作（4）檢測、優化和改進設計：試驗檢測 優化和改進設計（5）評價 5、典型結構的欣賞（1）建筑與文化故宮：漢族文化的經典之作，世界上最大的木結構建筑。體現皇帝的至高無上：a所有工程建筑都要滿足皇帝的生活享受，因此采用木結構（取材容易，運輸便捷，加工簡單，建造速度快）。b建筑色彩以朱墻黃頂為

7、主，以周邊環繞的眾多灰墻黛瓦的民宅，形成強烈的對比，充分表現了皇帝的威嚴。圣彼得大教堂：意大利文藝復興建筑盛期的代表作品，世界上最大的天主教堂。體現追求神的永恒：a強調建筑的不朽，采用了巨大的石材結構。b為了建筑的不朽和永恒，幾代人前赴后繼完成的偉大作品。拉斐爾、米開朗琪羅等6位建筑師。客家土樓：體現客家人對家族和諧完整的追求以及抵御外來勢力的強烈意識。薩伏伊別墅：體現擯棄繁瑣，追求簡潔，強調機械及技術美。地域差別、民族差異、文化背景不同在建筑上的反映：傣家竹樓、藏族建筑、陜北窯洞、蒙古包等。（2）建筑與技術：建筑之美，依技術而成。每一次工程技術上的進步均推動了建筑的革命：古羅馬人的火山灰水泥

8、：建造了巨大的斗獸場古哥特人的飛券結構：古哥特建筑高聳向上東方的榫卯結構：具有東方神韻的木結構體系鋼和玻璃的應用：產生了鋼骨架的現代建筑二、流程與設計1、什么是流程（1）流程是一系列連續有規律的活動，這些活動以確定的方式發生或執行，導致特定結果的實現。（2）流程的分類：工作流程與工藝流程工作流程反映了完成一件事情、一項任務而進行的一系列有序的工作或活動的全過程。工藝流程：反映了從原材料投入到成品產出，通過一系列工藝或加工環節，順序地進行生產或制造某種產品的全過程。相同點不同點（結果）工作流程1、一系列連續有規律的活動；2、以確定的方式發生或執行；3、導致特定的結果。完成一件事情或一項任務。工藝

9、流程生產或制造某種產品。任何一種產品的生產都需要經過從設計到制作的過程，這個過程往往既包括工作流程又含有工藝流程。產品的生產或制造，必須由一定的工作來完成。2、流程的組成：任何流程都包含具體的環節(link)和時序(time sequence)關系. 3、流程的描述：流程的描述可以用文字表述,也可用流程圖來表述.繪制流程圖：方框流程圖的部分圖形與符號示例環節(工作,活動,工藝環節,加工環節,子程序等) 檢測點或決策點開始/停止 時序(先后順序,流向) 4、流程的設計（1）流程設計應考慮的基本因素：事物的內在性質、規律和相關因素。對于工作流程，應根據工作目標的不同而綜合考慮工作效率、工作質量和工

10、作規范的問題。對于工藝流程，應綜合考慮設備條件和工藝水平，并以安全生產、節約資源、提高產品質量、保護環境等為目標進行設計。（2）流程設計的步驟了解設計的目的，明確設計目標；分析流程的各種因素，確定流程的各個環節和時序，初步畫出流程圖；模擬或測試流程的運行情況并進行修改調整；寫出說明書。5、流程的改進設計（1）流程改進的目的：提高生產效率、產品質量和經濟效益。（2）流程改進的步驟：分析流程現狀；確定改進的目標和要求；確定改進方案。（3）流程改進的方法：對環節進行改進（如合并、刪減等）；對時序進行調整改進；對環節和時序進行調整改進。三、系統與設計1、系統：系統是指由兩個或者兩個以上相互聯系、相互作

11、用的元素所組成的，具有一定結構和功能的有機整體。（1）系統的涵義第一、任何系統都是由兩個或者兩個以上的元素所組成的統一體。第二、系統的元素與元素、元素與整體以及整體與環境之間，存在著一定的有機聯系，形成了特定的結構與秩序。第三、系統的整體具有不同于各個組成元素獨自功能的新功能。（2）元素和子系統 系統與元素的概念是相對的。元素和子系統是系統的組分我們把最小的不需要再細分的組分稱為系統的元素。元素是構成系統的基本組分。在很多情況下，系統的元素本身也是構成次一級系統的小系統，稱為子系統。（3）系統的分類按系統組成元素的性質分：自然系統、人工系統和復合系統按系統組成元素的存在形態分：實體系統和概念系

12、統按系統的運動狀態分：動態系統和靜態系統從系統與外部環境的關系分：開放系統與封閉系統2、系統的基本特性：（1）系統具有整體性：系統的組分（元素）是構成系統整體的前提和基礎，沒有部份就沒有整體，但系統的整體功能是各組分（元素）在孤立狀態下所沒有的。系統不是各個組分（元素）的簡單相加，系統內部的協調和配合狀況，直接影響系統整體功能的實現。（2）系統具有目的性：系統都是以實現某種功能為目的的，這正是區別不同系統的標志。系統的目的一般通過更具體的目標來體現，系統的多個目標有時不完全一致，甚至互相矛盾，這就需要協調，尋求平衡或折中的辦法，從而收到整體最佳的效果。（3）系統具有相關性：系統內部各組分（元素

13、）之間存在著相互依賴和相互制約的特定關系，某一組分（元素）的變化，會影響其他組分（元素）實現其功能。（4）系統具有環境適應性：任何系統都存在于一定的環境之中，必然與外界進行物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會相應地引起系統功能和內部組分（元素）的變化。系統具有適應環境的變化，保持原有功能的特性。（5）系統具有層次性：系統無論大小，都可以分解為一系列的子系統，并存在一定的層次結構。系統各個層次具有獨自的功能，它們通過相互聯系、相互作用共同完成系統的整體功能。3、系統分析(1)涵義：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有

14、效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程(2) 系統分析的的基本思想：系統是一個整體，不是各個要素的簡單相加。系統的整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的。任何一個要素發生變化或出現故障，都會影響整體功能的發揮。系統的整體功能大于組成系統的各部分功能之和，即通常所說的：“2 > 1+1”或“1+1>2”。不能離開整體去分析系統的任何一個組成部分。 系統的各要素之間或系統與部分之間的相互作用、相互聯系。 任何系統都具有特定的功能。 任何系統都是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。 一個系統與其所處的環境之間通常都有物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特性的改

15、變，并相應地引起系統功能和系統內各部分相互關系的變化。（3）系統分析的基本方法:運用系統的思想和定性定量相結合的方法，對系統進行分析。（4）系統分析的主要原則：整體性原則、科學性原則、綜合性原則（5）系統分析的一般步驟：闡明問題，確定目標；分析研究，制定方案；評價比較，確定最佳方案。4、系統優化：（1）系統優化的意義系統的優化就是在給定的條件下，通過一定的手段和方法，使系統獲得更佳功能和更佳效益的過程。實現系統的最優化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。（2）系統優化的思想：系統的整體最優，不一定各元素都優；反之，系統各元素都優，系統整體未必最優。系統優

16、化過程，受一定條件影響和約束，會造成系統與環境、系統與組分之間、組分與整體之間的矛盾，只有合理解決這些矛盾沖突，才能實現系統的優化。必須注意系統各組分之間、組分與整體之間的合理連接和協調，才能提高系統的有序性和整體的運行效果。系統的優化是一個不斷驗證、完善的過程。（3）系統優化的方法： 定量方法：數學中的利用函數關系求最值。定性方法：在一定條件下分析和控制系統的特性，使系統達到更理想、更加效果。（4）影響系統優化的因素：對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。5、系統設計：在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它既包含了對某個系統進行技術設計本身的內容，同時又需要運

17、用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。（1）系統設計的原則以實現系統整體效果最優為目的。設計好系統的每個元素和子系統。綜合考慮系統各個元素和子系統之間的聯系，合理解決它們之間的矛盾沖突。（2）系統設計的步驟提出設計問題，明確設計總體目的要求。調查研究，收集相關資料，進行基本的設計分析。系統設計對設計的改進、完善、優化。6、系統評價費用與效果比是系統評價的基本手段。追求并實現系統最優化目標是系統設計區別于一般設計的重要標志。四、控制與設計1、控制的含義：根據自己的目的，通過一定的方法（對其干預）使事物沿著某一確定的方向發展，就形成了控制。任何一個控制系統都有控制器，沒有控制器就不構成控制

18、系統。2、控制系統各環節的作用：（1）控制器，控制指令的發出者，是有決策功能的裝置（發號施令）。（2）執行器，控制指令的執行者，執行控制器的決策。（3）被控對象：控制系統所要控制的裝置或生產過程；（4）反饋環節：將控制結果反饋回來的部分。（5）比較器：它將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；3、給定值、控制量與被控量的概念：（1）給定值：控制系統的給定量，也是控制系統的輸入信號；（2）控制量：能對被控對象產生作用，從而使被控量發生變化的量，即執行器的輸出信號。（3）被控量：控制系統所要控制的量（目的），也是控制系統的輸出信號；控制系統結構的例子：系統名稱給定量控制器執行器控制量被控量反

19、饋環節被控對象環的性質電冰箱(空調)溫度控制電路壓縮機工質溫度箱體內溫度溫度傳感器箱體內空間閉環十字路口紅綠燈控制(按車流量)車流量智能電路(CPU)控制電路時間燈亮時長流量檢測器(如記數器等)紅綠燈開環可伸縮晾衣裝置搖動否?滑輪結構等繩桿架等搖速衣架伸縮無晾衣架開環農用噴霧器動力杠桿傳動結構壓縮機壓縮氣壓噴灑速度無噴霧器箱體內空間開環4、開環控制系統與閉環控制系統（1）開環控制系統：不將控制的結果反饋回來影響控制作用的系統。基本組成：控制器、執行器和被控對象。特征：不管控制的結果（系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞）。控制器執行器被控對象給定值控制量被控量開環控制系統結構框圖:（2）閉環控制系統（反饋控制系統）：能將控制的結果反饋回來與希望值進行比較，并根據它們的誤差及時調整控制作用的系統。基本組成：控制器、執行器、被控對象和反饋環節。特征：根據控制結果做出決策（也就是輸出量對控制有影響），反饋環節是重要特征。給定值反饋環節比較器控制器執行器被控對象控制量被控量閉環控制系統結構框圖：（3）控制系統的選擇：一般情況下，開環控制系統比閉環控制系統簡單、成本低。所以，開環控制能滿足要求的就選擇