基本概念和基本原理第1頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構概念：

結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。

結構的各組成部分，通常稱為構件。例：人體結構，分子結構，階級結構，文章的結構，汽車結構，桌子結構，地球結構等。第2頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構與力

從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。第3頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構的類型：實體結構、框架結構、殼體結構。1）實體結構：是指結構體本身是實心的結構。受力特點：外力分布在整個體積中。實體結構可以連續傳遞載荷，適于承受壓力。第4頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二2）框架結構：是指結構體由細長的構件組成的結構。受力特點：支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。框架結構是由桿件或板件連接而成的，構件可以是空心，也可以是實心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結構用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。第5頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二3）殼體結構：通常是指層狀的結構。殼體結構是用薄壁殼狀構件來替代空間框架而形成的一種空間結構。由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設中用得很多。受力特點：外力作用在結構體的表面上，由弧面整體分擔承受，抵抗變形。第6頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二軸力（壓力、拉力）剪力（剪切力）

軸力就是軸向的力，受力物體會隨著軸向的力伸長或縮短。受剪力的物體，會隨著剪力的方向變形!彎矩（彎曲力）扭力（扭轉力）

彎矩也就是力矩啦!受到彎矩的東西會兩端彎曲。簡單來說，早上起床擰干毛巾的力就是扭力啦!

軸力、剪力、彎矩、扭力四種力學行為第7頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

桿梁柱

承受軸方向的壓力與拉力承受彎矩

基本的結構元件

結構力學最基本的元件，分為『桿』『梁』

與『柱』三種,分別有其不同的力學行為與作用。在了解這些結構原件的基本行為后，我們就可以依照這些行為與特性去做結構分析與結構設計。下面以表格的方式，詳細的與敘述與比較其個別的行為。結構原件的比較承受壓力與彎矩第8頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構的穩定性：結構的穩定性是指結構在負載的作用下，維持原有平衡狀態的能力。第9頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低支撐面的大小結構的形狀第10頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構的強度結構具有的抵抗被外力破壞的能力。第11頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二影響結構強度的幾個主要因素結構的形狀使用的材料構件之間的連接方式結構外部形狀結構的構件截面形狀鉸連接剛連接第12頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

我們知道穩定性是研究物體的保持平衡狀態的能力，強度是研究不被外力破壞的能力。例如我們剛才舉的凳子的例子，凳子能夠承受人的重力這是一個強度問題，那么凳子會不會左右晃動，搖擺，那就是一個穩定性問題了。強度與穩定性的聯系與區別：

第13頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二結構設計功能人的個性化需要壽命安全美觀……穩定性強度成本學習結構設計應考慮的主要因素

在結構設計中還有一些需要考慮的因素,如材料、民俗文化、地域特點等。第14頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二如何賞析結構設計作品？賞析結構設計作品,可從技術與文化兩個角度進行。（1）技術的角度主要有：結構功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。（2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征、結構的個性特征等。第15頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二練習：課本33頁蓋里椅功能：在使用功能上，蓋里椅具有其他椅子相同的功效，唯一的缺點是沒有扶手，而且椅子面過于平直，坐久了人會覺得不舒服。結構設計：蓋里椅結構上簡潔大方,線條明快,有流動感。占地面積小，卻十分平穩。但椅子的旋轉性差，不能隨意轉動使得它靈活性也差。制造技術：蓋里椅要達到整體統一的完美線條和彎曲效果，還要考慮到重心的位置高低和椅子承受能力的大小，對制造來說，是一次挑戰。

審美：蓋里椅的結構傳達出一種盤旋上升、奮發向上的精神，具有雕塑般的美感和強烈的時代氣息，形成了優雅的浪漫主義設計風格。

第16頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二一、認識流程1.流程的含義流程（prosess）是一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。時序有可顛倒的，也有不可顛倒的。任何流程反映了一定的時序，體現出一定的環節。時序(timeseries)是時間上的先后順序。◆流程是做事的順序。◆

科學合理的流程是實現高效率、高質量的保障。◆

科學的流程不是自然形成的，設計、改進的結果。第17頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

環節的劃分是相對的，環節本身又可以是一個流程，即流程具有層次性。環節：把完成某個具體目標、組成某項生產或某個活動過程的若干階段或小的過程稱為環節（phase）。第18頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二環節時序分法不一可分解可顛倒不可顛倒同時進行流程時序和環節的特點：相對性第19頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

任何流程反映了一定的時序，體現出一定的環節。流程是一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。好流程可有效的指導生產和生活活動。思考：流程與時序和環節有什么相互的聯系呢？第20頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程的表達

為了使流程的描述清晰可見，我們一般采用流程圖（flowchart）來表達流程。

流程圖的表達方式是多種多樣的，有:

最簡方框流程圖、文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示等。第21頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二工農業生產中，運用科學合理的流程可以

有效地組織生產提高生產效率保證產品質量保證安全生產保護環境第22頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二它是針對產品的制造過程而言。工藝流程的含義：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。第23頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

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。它是針對人或生產工具的活動過程而言。

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。第24頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程優化

在流程的設計和實施過程中，要對流程進行不斷的改進以期取得最佳的效果。對流程的改進過程，稱為流程的優化。第25頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二一般的流程優化的內容：工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等。整體的全面優化，或某個指標優化。因此，在進行流程優化時，要綜合平衡，以取得整體優化的成效。(某一個指標得到了優化，而使另外的指標下降了。)第26頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程優化的目的：

提高工作效率、提高產品質量、降低勞動強度、降低成本、節約能耗、保護環境、保證安全生產。

流程的優化，應在綜合考慮各項指標的基礎上突出重點指標的優化，綜合權衡達到整體優化的目的。第27頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程優化的條件：（1）設備和工藝水平的提高。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工；（2）對流程內在機理的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；（3）人員技術水平的提高。第28頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程優化的步驟：1、分析流程的現狀2、確定改進的目標和要求3、確定改進方案第29頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程設計中的基本因素

生產活動的流程設計的基本因素主要有材料、工藝、設備、人員、資金和環境。基本因素材料設備工藝資金環境人員……第30頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程設計還應考慮氣候、季節、自然災害、生態平衡等因素。流程的設計要依據事物的內在屬性和客觀的變化規律，科學地設計時序與環節，以達到設計目標。第31頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二畫流程圖關鍵要注意什么？

畫流程圖關鍵是要把環節以及各個環節的時序找出來。

第32頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二流程設計的步驟第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。第二步：要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。第四步：分析各事項（步驟）之間先后順序，合理地安排流程的時序和環節。第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間.第33頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二1.流程設計的基本要素是環節和時序。2.流程并不是一下完成就可以了，應該經過精心的設計和反復的修改，才能達到比較理想的效果。注意：流程圖中最常用的形式是框圖，因為這種形式既簡單又明確。繪制框圖的常用符號：第34頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統（system）是由相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素（element）或部分組成的具有特定功能的有機整體。系統根據一定的標準可劃分為若干個子系統（subsystem）子系統（subsystem）：是相對于大系統而言的，它是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。要素：指構成系統的最主要的元素。第35頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二第一、至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）才能組成系統；第二、要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；第三、這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。構成系統，必須具備三個條件：第36頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統的類型小型系統、中型系統、大型系統和巨型系統.1)按系統的規模分：2)按組成要素的性質（按人類干預的情況）分：自然系統、人造系統和復合系統。3)按系統與環境的關系分：開放系統、封閉系統和孤立系統。第37頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二4）按學科領域就可分成：自然系統、社會系統和思維系統；5)按范圍劃分則有宏觀系統、微觀系統；6）按狀態劃分：有靜態系統和動態系統；穩態系統和非穩態系統；平衡系統、非平衡系統、近平衡系統、遠平衡系統等等。第38頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統的基本特性有：系統的特性整體性相關性目標性動態性環境適應性第39頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統分析的一般步驟可以描述為：明確問題設立目標收集資料制定方案分析計算評價比較檢驗核實作出決策第40頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二運用系統分析的方法處理具體問題時要遵循系統分析的主要原則。系統分析的主要原則整體性原則科學性原則綜合性原則第41頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

系統的優化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。不同的目標，對應著不同的優化結果。系統優化的概念第42頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二目標與目標函數：約束條件：影響因素：目標與收益總和之間的關系對目標函數起限制作用，不能人為調節產生影響，可人為調節。進行系統優化應考慮的三個要素第43頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二

實現系統的最優化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的經濟效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。系統優化的意義第44頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統設計：在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。系統的設計的涵義：第45頁，共49頁，2022年，5月20日，12點30分，星期二系統設計應考慮的主要問題：（1）系統設計的目的與要求。（2）系統各部分之間的相互聯系與相互作用。（3）系統設計方案